DRAMとPMEMを使用したインメモリRedisインスタンスのデプロイ - Container Service for Kubernetes

Container Service for Kubernetes (ACK) では、永続メモリ (PMEM) デバイスへの直接アクセスにより、高スループットと低レイテンシが実現します。このトピックでは、ダイナミックランダムアクセスメモリ (DRAM) とPMEMを使用して、大容量のメモリを必要とするインメモリRedisインスタンスをデプロイする方法について説明します。

背景情報

大容量のメモリを必要とするインメモリRedisインスタンスをデプロイする場合は、NVM (不揮発性メモリ) ボリュームをダイレクトメモリとしてマウントできます。このソリューションは、次の利点を提供します。

NVMボリュームは、宣言的な方法でアクセスされる。これは、NVMリソースの使用を単純化する。
同じメモリ容量で、コストを30% 50% 削減できます。
アプリケーションの変更は最小限に抑えられます。

Redisは、直接メモリとしてNVMデバイスを使用し、MMAP関数を呼び出してPMEMの連続アドレス空間をマッピングします。この場合、特定のRedisバージョンが必要です。次の例は、Redisインスタンスのイメージをクエリする方法を示しています。

DRAMを使用したインメモリRedisインスタンスのデプロイ

DRAMは高速アクセス性能を提供するが、電源がオフになるとデータを失う。 DRAMは、コストが高いため、大規模なシナリオには適用されません。

Redisインスタンスをデプロイするには、次の手順を実行します。

次のサンプルテンプレートを使用してredis-normal.yamlファイルを作成します。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-normal
  labels:
    app: redis-normal
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis-normal
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis-normal
    spec:
      containers:
      - name: redis
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/plugins/redis:v1-normal
        imagePullPolicy: Always
        resources:
          requests:
            memory: 30Gi
          limits:
            memory: 30Gi

次のコマンドを実行して、Redisインスタンスをデプロイします。
```
kubectl apply -f redis-normal.yaml
```

次のコマンドを実行して、Redisインスタンスを実行するポッドを照会します。
```
kubectl get pod | grep redis-normal
```
期待される出力:
```
redis-normal-***         1/1     Running   0          4d8h
```
次のコマンドを実行して、Redisインスタンスの書き込みパフォーマンスをテストします。
```
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/libmemkind.so redis-benchmark -d 102400 -t set -n 1000000 -r 1000000
```
期待される出力:
```
1000000 requests completed in 13.03 seconds
76751.86 requests per second
```
上記の出力は、DRAMとともにデプロイされたインメモリRedisインスタンスが1秒あたり約76,751のリクエストを処理できることを示しています。

PMEMを使用したインメモリRedisインスタンスのデプロイ

PMEMは不揮発性記憶装置を提供し、アクセス方法および速度の点でDRAMに類似している。

次のコマンドを実行して、インメモリRedisインスタンスをデプロイします。

kubectl apply -f redis-normal.yaml

次のテンプレートに、redis-normal.yamlファイルの例を示します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pmem-pvc-direct
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 60Gi
  storageClassName: csi-pmem-direct
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-pmem-direct
  labels:
    app: redis-pmem-direct
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis-pmem-direct
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis-pmem-direct
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/plugins/redis:v1-pmem
        imagePullPolicy: Always
        volumeMounts:
          - name: pmem-pvc
            mountPath: "/mnt/pmem"
      volumes:
        - name: pmem-pvc
          persistentVolumeClaim:
            claimName: pmem-pvc-direct

次のコマンドを実行して、Redisインスタンスを実行するポッドを照会します。
```
kubectl get pod | grep redis-pmem-direct
```
期待される出力:
```
redis-pmem-direct-5b469546db-5tk2j   1/1     Running   0          4d9h
```
次のコマンドを実行して、Redisインスタンスの書き込みパフォーマンスをテストします。
```
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/libmemkind.so redis-benchmark -d 10240 -t set -n 1000000 -r 1000000
```
期待される出力:
```
1000000 requests completed in 19.89 seconds
50266.41 requests per second
```
上記の出力は、PMEMとともにデプロイされたインメモリRedisインスタンスが1秒あたり約50,266のリクエストを処理できることを示しています。
DRAMでデプロイされたインメモリRedisインスタンスと比較して、PMEMでデプロイされたインメモリRedisインスタンスは、書き込みパフォーマンスを34% 削減しますが、同じ読み取りパフォーマンスを提供し、コストを50% 削減します。 ECS. ebmre6p.26xlargeなどのNVMデバイスを備えたecs (Elastic Compute Service) インスタンスタイプは、1.5テラバイトのMEMメモリを提供します。これは、一般的なインメモリデータベースの5倍の容量です。