【虹科干货】Redis Enterprise vs ElastiCache——如何选择缓存解决方案？
使用Redis 或 Amazon ElastiCache 来作为缓存加速已经是业界主流的解决方案，二者各有什么优势？又有哪些区别呢？
为了提高 Web 应用程序和数据驱动服务的性能与效率，使用 Redis 或 Amazon ElastiCache 来作为缓存加速已经是业界主流的解决方案。随着业务规模的增长，其需要处理的数据越来越多，使用有效的缓存机制更是尤为重要，如何选择适合的缓存解决方案呢？
文况速览：
- Redis 是什么？
- Redis Enterprise 是什么？
- Amazon ElastiCache 是什么？
- Redis Enterprise 与 ElastiCache 的核心差异
- 性能比较
- 用例与应用场景
- 集成与生态
- 结论
一、Redis 是什么？
Redis 是远程字典服务器（Remote Dictionary Server）的缩写，是一个开源的内存数据结构存储系统，其可以用作数据库、缓存和消息代理等用例。Redis 起源于 2009 年，由 Salvatore Sanfilippo 开发，因其高性能、灵活性和对各种数据结构的广泛支持而受到欢迎。
Redis 的关键特性与优势：
- 内存存储：Redis 将所有数据存储在内存中，操作延迟低，适用于高性能应用。
- 数据结构：除了简单的键值对，Redis 支持多种数据结构，包括列表、集合、哈希、位图和地理空间索引等。
- 复制：Redis 支持主从架构，以实现数据冗余和更高的数据可用性，其还支持水平分区或数据分片。
- 原子操作：Redis 操作是原子的，即使面对多个并发操作，也能确保数据完整性。
- 持久化：虽然 Redis 主要是一个内存存储系统，但仍提供各种机制来将数据持久化到磁盘，且不影响其高性能表现。
- 广泛的语言支持：Redis 几乎拥有适配所有主流编程语言的客户端库，充分具备灵活与易用。
Redis 因其多种优秀特性，被广泛应用于各种用例场景，例如为网页用作缓存以提供更快的加载速度，或是在实时通信系统中充当消息代理。
二、Redis Enterprise 是什么？
Redis Enterprise 是 Redis 社区开源版本的商业版本，专为支持企业级工作负载和应用程序而设计。Redis Enterprise 由 Redis 原开发团队开发与维护，在 Redis 的基础之上，引入额外能力，以满足需要高可用、可扩展性等特性的企业用例。
Redis Enterprise的关键特性与优势：
- 线性可扩展性：Redis Enterprise 提供线性可扩展性，通过分布式无共享架构与跨分片查询能力,企业能够在不降低性能的情况下扩展其数据集。
- 可靠性：即使面临故障，Redis Enterprise具备自动故障转移、数据持久化和灾难恢复等功能，可以确保数据持续可用。
- 混合部署支持：可以在本地部署或作为托管服务（AWS、GCP和Azure）在云上部署。
- 增强的安全性：Redis Enterprise 提供高级安全功能，包括SSL/TLS加密、基于角色的访问控制，以及与 AWS CLI 和 AWS 管理控制台的集成，提供增强的安全性和管理能力。
- 多模型数据库：除了标准的 Redis 数据结构，Redis Enterprise 还引入了对 JSON、搜索、向量和时间序列数据的支持，适用于各种应用需求。
- 成本效益：Redis Enterprise 利用多租户架构与内存自动分层技术，高效利用底层基础设施，节约大规模成本。
- 多活地理分布：允许全球分布、多地区部署 Redis Enterprise，确保低延迟访问和不同地理位置之间的数据实时同步，可提供高达99.999%的可用性。
Redis Enterprise 的稳健与丰富功能使其成为全球企业的首选，从初创公司到财富500强企业的各类企业都选择了Redis Enterprise，用例场景涵盖了缓存、会话存储，再到实时分析与机器学习等多个领域。Redis Enterprise 还与各类亚马逊云工具（如 Amazon S3 数据存储和 EC2 实例）实现了无缝集成，以成为满足各种需求的综合解决方案。
三、Amazon ElastiCache 是什么？
Amazon ElastiCache 是由 Amazon Web Services（AWS）提供的一项网络服务，可以轻松在 AWS 中部署、运行与扩展内存缓存。ElastiCache 旨在允许用户从快速、托管的内存缓存中检索信息，从而提高Web应用程序的性能，其支持两种开源内存缓存引擎：Redis 和 Memcached。
Amazon ElastiCache 的关键特性与优势：
- 托管服务：ElastiCache 实现自动化的硬件和软件配置、设置、补丁和备份等。
- 可扩展性：用户可以从小型缓存开始，轻松进行水平或垂直扩展，适应不同的应用需求。
- 高可用性：ElastiCache 通过多可用区部署、故障转移和备份功能，提供多个级别的冗余。
- 安全性：ElastiCache 提供静态和传输加密，与 AWS 身份和访问管理集成，实现访问控制。
- 性能指标：与 Amazon CloudWatch 集成，提供关键性能指标和缓存优化的可视化。
- 兼容性：ElastiCache 与 Redis 和 Memcached 完全兼容，允许用户利用现有的工具和知识。
Amazon ElastiCache 通常用于数据库缓存、会话缓存、游戏排行榜和实时分析等多种用途。
四、Redis Enterprise 与 ElastiCache 的核心差异
Redis Enterprise 和 Amazon ElastiCache 都是专为优化应用程序性能而设计的先进缓存解决方案。但其在多个核心领域提供的关键能力存在差异。
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特性/方面 |
Redis Enterprise |
Elasti Cache |
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部署与管理 |
各种环境中部署，包括本地、云和混合环境。提供自动管理功能，如自动故障转移、备份和扩展。 |
仅作为AWS的托管服务在AWS上部署。提供自动管理功能，如配置、补丁和备份。 |
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可扩展性与性能 |
通过分布式无共享架构实现线性扩展。通过优化引擎提供更高的吞吐量和更低的延迟。 |
允许添加或删除节点来实现轻松扩展。性能取决于选择的缓存节点类型和配置。 |
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定价模型 |
基于消费量的订阅定价模型。 |
基于部署基础架构的按需定价模式，与选择的缓存节点类型、节点数量和区域有关。 |
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支持的数据结构和用途 |
支持标准的Redis数据结构，并引入对JSON、搜索、向量和时间序列数据的额外支持。 |
支持标准的Redis数据结构，功能取决于选择的引擎，即Redis或Memcached。 |
规模化的成本效益：Redis Enterprise vs. ElastiCache
- 通过高效设计实现成本节约。通过多租户架构、高效复制与持久化，充分利用基础架构。
- 避免额外开销。根据吞吐量需求部署基础架构，无需额外开销。
- 无风险迁移工作负载。不丢失数据的情况下进行扩展迁移。
五、性能比较
性能是选择缓存时所需考虑的关键因素。Redis Enterprise 与 Amazon ElastiCache 都经过高性能优化，但在不同条件下，仍表现出不同的特点。
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性能方面 |
Redis Enterprise |
ElastiCache |
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速度和延迟基准测试 |
通过优化内存和吞吐量实现平衡。利用分布式多租户架构，即使在高吞吐量负载下，也能提供低延迟操作。 |
针对内存密集型工作负载的吞吐量进行了优化。提供各种节点选项，包括一些高吞吐量选项。 |
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吞吐量和并发测试 |
能够处理大量并发连接，提供出色的吞吐量，尤其是在数据分布在多个分片上时。 |
提供良好的吞吐量，具体指标取决于特定配置和选择的引擎（Redis或Memcached）。 |
六、用例与应用场景
Redis Enterprise 与 Amazon ElastiCache 都是多场景解决方案，适用各种应用用例。无论是管理Web应用程序的Cookie，还是处理会话存储数据，两个解决方案都提供了强大能力。一些常见场景的详细说明如下：
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用例/应用场景 |
Redis Enterprise |
ElastiCache |
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缓存 |
Redis Enterprise 完全支持缓存。特别适用于大规模、关键任务的缓存场景。 |
ElastiCache 专为简化缓存操作并提高Web应用程序性能而设计。 |
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实时分析 |
Redis Enterprise 尤其适合实时分析，提供快速的搜索功能和时间序列数据处理能力。 |
ElastiCache（特别是使用Redis引擎）可以通过快速处理大量数据来处理实时分析。 |
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会话存储 |
Redis Enterprise 的内存存储特性确保可以快速访问会话数据，提升Web应用程序的用户体验。 |
ElastiCache 提供低延迟访问会话数据能力，适用于需要快速检索会话的Web应用程序。 |
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游戏排行榜 |
Redis Enterprise 的有序集合数据结构非常适合维护游戏排行榜，确保实时排名更新。 |
ElastiCache 在使用 Redis 引擎时，可以有效管理游戏排行榜，具备有序集合数据结构。 |
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消息传递 |
Redis Enterprise 支持发布/订阅和流数据结构，是实时应用程序中强大的消息传递解决方案。 |
ElastiCache 在使用 Redis 引擎时支持发布/订阅，适用于实时消息传递和通信。 |
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搜索 |
Redis Enterprise 通过新增搜索和二级索引功能扩展了 Redis OSS，提供搜索功能。 |
ElastiCache 可以与其他搜索服务（如ElasticSearch）配合使用，提供搜索功能。 |
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特征存储 |
Redis Enterprise 通常用作在线特征存储，可以提供对实时ML应用程序的在线特征的低延迟访问。 |
结合 Amazon S3 和 AWS Lambda 函数，ElastiCache 可以用作特征存储替代品，用于服务如 Amazon Sagemaker。 |
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向量数据库 |
Redis Enterprise 可以通过存储向量嵌入来为生成式AI应用程序保证可靠性和速度。 |
ElastiCache不提供向量支持。 |
七、集成与生态
集成能力与周边生态环境在缓存方案的采纳和应用中占据重要地位。Redis Enterprise 与 Amazon ElastiCache 都提供一系列的集成选项，但在生态支持和合作伙伴方面存在差异。
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侧重面 |
Redis Enterprise |
ElastiCache |
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云集成 |
Redis Enterprise 与主要云提供商如 AWS、Azure 和 Google Cloud 具有集成能力，实现跨平台的无缝部署和扩展。 |
作为 AWS 服务，ElastiCache 在 AWS 生态系统中具有本地集成，可与 RDS、Lambda 和 EC2 等服务无缝连接。 |
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数据库集成 |
Redis Enterprise 可以与各种 SQL 和 NoSQL 数据库进行集成，作为缓存层，提升数据库性能。 |
使用 Redis 引擎的 ElastiCache 可以用作 Amazon RDS 或 Amazon DynamoDB 数据库前面的缓存层。 |
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开发者工具 |
Redis 提供一套开发者工具，包括 RedisInsight，提供了一个用于管理和监控 Redis 数据库的图形界面。 |
ElastiCache 与 AWS 开发者工具和服务集成，允许在 AWS 管理控制台中进行监控、日志记录和管理。 |
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社区和支持 |
Redis 有活跃的社区，提供论坛、网络研讨会和丰富的文档。此外，Redis Enterprise 客户还可以获得企业级支持。 |
Amazon 为 ElastiCache 用户提供全面的文档、论坛和高级支持选项，属于AWS支持生态系统的一部分。 |
选择 Redis Enterprise 还是 ElastiCache，往往涉及到考虑生态支持、集成偏好以及开发人员和管理员可用的工具选项与技术支持。
八、结论
Redis Enterprise 与 Amazon ElastiCache 都提供部署 Redis 服务的方式，二者都有其自身的优势。在两者之间进行选择取决于特定的组织需求、现有技术栈以及某些企业级功能的偏好。与任何技术决策一样，在做出选择之前，最好能够权衡每种解决方案的优缺点、成本和长期支持。
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