【虹科乾貨】Redis Enterprise vs ElastiCache——如何選擇緩存解決方案？

為了提高 Web 應用程式和數據驅動服務的性能與效率，使用 Redis 或 Amazon ElastiCache 來作為緩存加速已經是業界主流的解決方案。隨著業務規模的增長，其需要處理的數據越來越多，使用有效的緩存機制更是尤為重要，如何選擇適合的緩存解決方案呢？ ...

使用Redis 或 Amazon ElastiCache 來作為緩存加速已經是業界主流的解決方案，二者各有什麼優勢？又有哪些區別呢？

為了提高 Web 應用程式和數據驅動服務的性能與效率，使用 Redis 或 Amazon ElastiCache 來作為緩存加速已經是業界主流的解決方案。隨著業務規模的增長，其需要處理的數據越來越多，使用有效的緩存機制更是尤為重要，如何選擇適合的緩存解決方案呢？

文況速覽：

Redis 是什麼？
Redis Enterprise 是什麼？
Amazon ElastiCache 是什麼？
Redis Enterprise 與 ElastiCache 的核心差異
性能比較
用例與應用場景
集成與生態
結論

一、Redis 是什麼？

Redis 是遠程字典伺服器（Remote Dictionary Server）的縮寫，是一個開源的記憶體數據結構存儲系統，其可以用作資料庫、緩存和消息代理等用例。Redis 起源於 2009 年，由 Salvatore Sanfilippo 開發，因其高性能、靈活性和對各種數據結構的廣泛支持而受到歡迎。

Redis 的關鍵特性與優勢：

記憶體存儲：Redis 將所有數據存儲在記憶體中，操作延遲低，適用於高性能應用。
數據結構：除了簡單的鍵值對，Redis 支持多種數據結構，包括列表、集合、哈希、點陣圖和地理空間索引等。
複製：Redis 支持主從架構，以實現數據冗餘和更高的數據可用性，其還支持水平分區或數據分片。
原子操作：Redis 操作是原子的，即使面對多個併發操作，也能確保數據完整性。
持久化：雖然 Redis 主要是一個記憶體存儲系統，但仍提供各種機制來將數據持久化到磁碟，且不影響其高性能表現。
廣泛的語言支持：Redis 幾乎擁有適配所有主流編程語言的客戶端庫，充分具備靈活與易用。

Redis 因其多種優秀特性，被廣泛應用於各種用例場景，例如為網頁用作緩存以提供更快的載入速度，或是在實時通信系統中充當消息代理。

二、Redis Enterprise 是什麼？

Redis Enterprise 是 Redis 社區開源版本的商業版本，專為支持企業級工作負載和應用程式而設計。Redis Enterprise 由 Redis 原開發團隊開發與維護，在 Redis 的基礎之上，引入額外能力，以滿足需要高可用、可擴展性等特性的企業用例。

Redis Enterprise的關鍵特性與優勢：

線性可擴展性：Redis Enterprise 提供線性可擴展性，通過分散式無共用架構與跨分片查詢能力,企業能夠在不降低性能的情況下擴展其數據集。
可靠性：即使面臨故障，Redis Enterprise具備自動故障轉移、數據持久化和災難恢復等功能，可以確保數據持續可用。
混合部署支持：可以在本地部署或作為托管服務（AWS、GCP和Azure）在雲上部署。
增強的安全性：Redis Enterprise 提供高級安全功能，包括SSL/TLS加密、基於角色的訪問控制，以及與 AWS CLI 和 AWS 管理控制台的集成，提供增強的安全性和管理能力。
多模型資料庫：除了標準的 Redis 數據結構，Redis Enterprise 還引入了對 JSON、搜索、向量和時間序列數據的支持，適用於各種應用需求。
成本效益：Redis Enterprise 利用多租戶架構與記憶體自動分層技術，高效利用底層基礎設施，節約大規模成本。
多活地理分佈：允許全球分佈、多地區部署 Redis Enterprise，確保低延遲訪問和不同地理位置之間的數據實時同步，可提供高達99.999%的可用性。

Redis Enterprise 的穩健與豐富功能使其成為全球企業的首選，從初創公司到財富500強企業的各類企業都選擇了Redis Enterprise，用例場景涵蓋了緩存、會話存儲，再到實時分析與機器學習等多個領域。Redis Enterprise 還與各類亞馬遜雲工具（如 Amazon S3 數據存儲和 EC2 實例）實現了無縫集成，以成為滿足各種需求的綜合解決方案。

三、Amazon ElastiCache 是什麼？

Amazon ElastiCache 是由 Amazon Web Services（AWS）提供的一項網路服務，可以輕鬆在 AWS 中部署、運行與擴展記憶體緩存。ElastiCache 旨在允許用戶從快速、托管的記憶體緩存中檢索信息，從而提高Web應用程式的性能，其支持兩種開源記憶體緩存引擎：Redis 和 Memcached。

Amazon ElastiCache 的關鍵特性與優勢：

托管服務：ElastiCache 實現自動化的硬體和軟體配置、設置、補丁和備份等。
可擴展性：用戶可以從小型緩存開始，輕鬆進行水平或垂直擴展，適應不同的應用需求。
高可用性：ElastiCache 通過多可用區部署、故障轉移和備份功能，提供多個級別的冗餘。
安全性：ElastiCache 提供靜態和傳輸加密，與 AWS 身份和訪問管理集成，實現訪問控制。
性能指標：與 Amazon CloudWatch 集成，提供關鍵性能指標和緩存優化的可視化。
相容性：ElastiCache 與 Redis 和 Memcached 完全相容，允許用戶利用現有的工具和知識。

Amazon ElastiCache 通常用於資料庫緩存、會話緩存、游戲排行榜和實時分析等多種用途。

四、Redis Enterprise 與 ElastiCache 的核心差異

Redis Enterprise 和 Amazon ElastiCache 都是專為優化應用程式性能而設計的先進緩存解決方案。但其在多個核心領域提供的關鍵能力存在差異。

特性/方面	Redis Enterprise	Elasti Cache
部署與管理	各種環境中部署，包括本地、雲和混合環境。提供自動管理功能，如自動故障轉移、備份和擴展。	僅作為AWS的托管服務在AWS上部署。提供自動管理功能，如配置、補丁和備份。
可擴展性與性能	通過分散式無共用架構實現線性擴展。通過優化引擎提供更高的吞吐量和更低的延遲。	允許添加或刪除節點來實現輕鬆擴展。性能取決於選擇的緩存節點類型和配置。
定價模型	基於消費量的訂閱定價模型。	基於部署基礎架構的按需定價模式，與選擇的緩存節點類型、節點數量和區域有關。
支持的數據結構和用途	支持標準的Redis數據結構，並引入對JSON、搜索、向量和時間序列數據的額外支持。	支持標準的Redis數據結構，功能取決於選擇的引擎，即Redis或Memcached。

規模化的成本效益：Redis Enterprise vs. ElastiCache

通過高效設計實現成本節約。通過多租戶架構、高效複製與持久化，充分利用基礎架構。
避免額外開銷。根據吞吐量需求部署基礎架構，無需額外開銷。
無風險遷移工作負載。不丟失數據的情況下進行擴展遷移。

五、性能比較

性能是選擇緩存時所需考慮的關鍵因素。Redis Enterprise 與 Amazon ElastiCache 都經過高性能優化，但在不同條件下，仍表現出不同的特點。

性能方面	Redis Enterprise	ElastiCache
速度和延遲基準測試	通過優化記憶體和吞吐量實現平衡。利用分散式多租戶架構，即使在高吞吐量負載下，也能提供低延遲操作。	針對記憶體密集型工作負載的吞吐量進行了優化。提供各種節點選項，包括一些高吞吐量選項。
吞吐量和併發測試	能夠處理大量併發連接，提供出色的吞吐量，尤其是在數據分佈在多個分片上時。	提供良好的吞吐量，具體指標取決於特定配置和選擇的引擎（Redis或Memcached）。

六、用例與應用場景

Redis Enterprise 與 Amazon ElastiCache 都是多場景解決方案，適用各種應用用例。無論是管理Web應用程式的Cookie，還是處理會話存儲數據，兩個解決方案都提供了強大能力。一些常見場景的詳細說明如下：

用例/應用場景	Redis Enterprise	ElastiCache
緩存	Redis Enterprise 完全支持緩存。特別適用於大規模、關鍵任務的緩存場景。	ElastiCache 專為簡化緩存操作並提高Web應用程式性能而設計。
實時分析	Redis Enterprise 尤其適合實時分析，提供快速的搜索功能和時間序列數據處理能力。	ElastiCache（特別是使用Redis引擎）可以通過快速處理大量數據來處理實時分析。
會話存儲	Redis Enterprise 的記憶體存儲特性確保可以快速訪問會話數據，提升Web應用程式的用戶體驗。	ElastiCache 提供低延遲訪問會話數據能力，適用於需要快速檢索會話的Web應用程式。
游戲排行榜	Redis Enterprise 的有序集合數據結構非常適合維護游戲排行榜，確保實時排名更新。	ElastiCache 在使用 Redis 引擎時，可以有效管理游戲排行榜，具備有序集合數據結構。
消息傳遞	Redis Enterprise 支持發佈/訂閱和流數據結構，是實時應用程式中強大的消息傳遞解決方案。	ElastiCache 在使用 Redis 引擎時支持發佈/訂閱，適用於實時消息傳遞和通信。
搜索	Redis Enterprise 通過新增搜索和二級索引功能擴展了 Redis OSS，提供搜索功能。	ElastiCache 可以與其他搜索服務（如ElasticSearch）配合使用，提供搜索功能。
特征存儲	Redis Enterprise 通常用作線上特征存儲，可以提供對實時ML應用程式的線上特征的低延遲訪問。	結合 Amazon S3 和 AWS Lambda 函數，ElastiCache 可以用作特征存儲替代品，用於服務如 Amazon Sagemaker。
向量資料庫	Redis Enterprise 可以通過存儲向量嵌入來為生成式AI應用程式保證可靠性和速度。	ElastiCache不提供向量支持。

七、集成與生態

集成能力與周邊生態環境在緩存方案的採納和應用中占據重要地位。Redis Enterprise 與 Amazon ElastiCache 都提供一系列的集成選項，但在生態支持和合作伙伴方面存在差異。

側重面	Redis Enterprise	ElastiCache
雲集成	Redis Enterprise 與主要雲提供商如 AWS、Azure 和 Google Cloud 具有集成能力，實現跨平臺的無縫部署和擴展。	作為 AWS 服務，ElastiCache 在 AWS 生態系統中具有本地集成，可與 RDS、Lambda 和 EC2 等服務無縫連接。
資料庫集成	Redis Enterprise 可以與各種 SQL 和 NoSQL 資料庫進行集成，作為緩存層，提升資料庫性能。	使用 Redis 引擎的 ElastiCache 可以用作 Amazon RDS 或 Amazon DynamoDB 資料庫前面的緩存層。
開發者工具	Redis 提供一套開發者工具，包括 RedisInsight，提供了一個用於管理和監控 Redis 資料庫的圖形界面。	ElastiCache 與 AWS 開發者工具和服務集成，允許在 AWS 管理控制臺中進行監控、日誌記錄和管理。
社區和支持	Redis 有活躍的社區，提供論壇、網路研討會和豐富的文檔。此外，Redis Enterprise 客戶還可以獲得企業級支持。	Amazon 為 ElastiCache 用戶提供全面的文檔、論壇和高級支持選項，屬於AWS支持生態系統的一部分。

選擇 Redis Enterprise 還是 ElastiCache，往往涉及到考慮生態支持、集成偏好以及開發人員和管理員可用的工具選項與技術支持。

八、結論

Redis Enterprise 與 Amazon ElastiCache 都提供部署 Redis 服務的方式，二者都有其自身的優勢。在兩者之間進行選擇取決於特定的組織需求、現有技術棧以及某些企業級功能的偏好。與任何技術決策一樣，在做出選擇之前，最好能夠權衡每種解決方案的優缺點、成本和長期支持。

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