Redis Cluster — 데이터 샤딩과 수평 확장

캐시 데이터가 100GB를 넘어갑니다. 단일 Redis 서버의 RAM으로는 감당이 안 됩니다. Redis Cluster로 여러 서버에 데이터를 나눠 저장하면 이 문제를 해결할 수 있습니다.

Cluster의 핵심 개념

해시 슬롯 (Hash Slot)

Redis Cluster는 16384개의 슬롯을 나눠 각 노드에 할당합니다.

노드 A: 슬롯 0 ~ 5460
노드 B: 슬롯 5461 ~ 10922
노드 C: 슬롯 10923 ~ 16383

키가 어느 노드에 저장될지는 슬롯 번호로 결정됩니다.

슬롯 번호 = CRC16(키) mod 16384

SET user:1000 "data"
→ CRC16("user:1000") mod 16384 = 7638
→ 슬롯 7638은 노드 B에 있음
→ 노드 B에 저장

CRC16: 데이터 무결성 검사에 쓰이는 해시 함수. Redis Cluster는 이를 이용해 키를 균등하게 16384개 슬롯에 분산합니다.

자동 리다이렉션

클라이언트가 잘못된 노드에 요청하면 Redis가 올바른 노드를 알려줍니다.

# 클라이언트가 노드 A에 연결해 요청
GET user:1000
# MOVED 7638 192.168.1.102:6379
# → "슬롯 7638은 노드 B(192.168.1.102)에 있어"

Cluster 지원 클라이언트는 이를 자동으로 처리합니다.

구성

최소 구성

Master 3대, 각 Master에 Replica 1대 → 총 6대

Master A (슬롯 0~5460)    ← Replica A'
Master B (슬롯 5461~10922) ← Replica B'
Master C (슬롯 10923~16383) ← Replica C'

노드 하나가 죽으면 해당 Replica가 Master로 승격해 서비스를 유지합니다.

Cluster 생성

redis-cli --cluster create \
  192.168.1.100:6379 \
  192.168.1.101:6379 \
  192.168.1.102:6379 \
  192.168.1.103:6379 \
  192.168.1.104:6379 \
  192.168.1.105:6379 \
  --cluster-replicas 1

--cluster-replicas 1: 각 Master에 Replica를 1개씩 자동 배정.

클라이언트 연결

import { Cluster } from "ioredis";

const cluster = new Cluster([
  { host: "192.168.1.100", port: 6379 },
  { host: "192.168.1.101", port: 6379 },
  { host: "192.168.1.102", port: 6379 },
]);

// 사용법은 일반 Redis와 동일
await cluster.set("user:1000", "data");
await cluster.get("user:1000");

클라이언트가 슬롯 맵을 캐시하므로, 대부분의 요청은 리다이렉션 없이 올바른 노드로 직접 갑니다.

해시 태그 — 같은 노드에 저장하기

같은 노드에 있어야 하는 키들을 {} 해시 태그로 묶습니다. 키 이름에서 중괄호 안의 문자열만으로 슬롯을 계산하므로, 관련 데이터를 같은 노드에 저장할 수 있습니다.

# user:1000의 프로필과 설정을 같은 노드에 저장
SET {user:1000}:profile "data"
SET {user:1000}:settings "data"

# {} 안의 내용으로만 슬롯 계산
# CRC16("user:1000") → 두 키 모두 같은 슬롯

Multi-key 명령(MSET, MGET, 트랜잭션 등)은 모든 키가 같은 슬롯에 있어야 합니다. 해시 태그 없이는 오류가 납니다.

MSET {user:1000}:a "v1" {user:1000}:b "v2"  # OK — 같은 슬롯
MSET user:1000 "v1" user:2000 "v2"           # ERR — 다른 슬롯 가능성

노드 추가와 리샤딩

서버를 추가하면 기존 슬롯 일부를 새 노드로 이동합니다.

# 새 노드 추가
redis-cli --cluster add-node 192.168.1.106:6379 192.168.1.100:6379

# 슬롯 재분배 (리샤딩)
redis-cli --cluster reshard 192.168.1.100:6379

리샤딩 중에도 서비스는 중단되지 않습니다. 키가 이동 중이면 ASK 리다이렉션으로 처리합니다.

제한 사항

Cluster에는 몇 가지 제약이 있습니다.

• 여러 키에 걸친 명령은 모두 같은 슬롯에 있어야 함 (해시 태그로 해결)
• SELECT 명령 불가 (DB 0만 사용)
• Lua 스크립트 내 키는 모두 같은 슬롯에 있어야 함
• SUBSCRIBE/PUBLISH는 모든 노드에 전파되지 않을 수 있음

Sentinel vs Cluster

데이터가 단일 서버에 담기면 Sentinel, 단일 서버를 넘어서면 Cluster를 선택합니다.