Herramienta de monitoreo de Redis

Redis es una alternativa a las bases de datos tradicionales basadas en disco. Principalmente, se la reconoce por ser veloz y fácil de incorporar, así como por presentar una flexible estructura de datos y calidad general en relación con el desempeño.

La diferencia entre una base de datos Redis y una estándar es la forma en que Redis almacena los datos como pares de clave-valor que contienen cadenas, listas, hashset y conjuntos ordenados. Por esto, Redis se define como un almacén de clave-valor, en lugar de considerarse una base de datos propiamente dicha. Además de comportarse como una base de datos, Redis también actúa como una caché o un agente de mensajes.

El sorprendente desempeño de Redis y, en particular, la alta velocidad que la caracteriza se deben a que usa un conjunto de datos en memoria. Puede ejecutar operaciones atómicas, como buscar y devolver miembros de una lista, anexar cadenas, calcular la intersección, unión y diferenciación de conjuntos y aumentar los valores hash, entre otras.

Redis, además, admite una arquitectura de réplica principal, por lo que ofrece una rápida primera sincronización sin bloqueos, una replicación asíncrona y la reconexión automática con resincronización parcial ante la desconexión de red. Está escrita en ANSI C, por lo que admite la mayoría de los lenguajes de programación.

Una de las funciones clave que hace que la base de datos Redis se destaque es el clúster Redis. Con el clúster Redis, puede ejecutar una instalación Redis en la cual los datos se comparten automáticamente entre múltiples nodos Redis. También puede continuar las operaciones aunque algunos nodos no se puedan comunicar en el momento o, incluso, si fallan por completo. Sus operaciones no se detendrán por unos pocos nodos con problemas.

Redis ofrece algunas ventajas y diferencias en comparación con las bases de datos estándar. Por eso, es necesario monitorear constantemente el desempeño de Redis, particularmente, el clúster Redis, para mantener el desempeño y detectar los problemas antes de que estos afecten de forma significativa a los usuarios finales.

El monitoreo del desempeño de Redis, que incluye el monitoreo del clúster y de la cola de Redis, entre otras cosas, es un proceso que implica rastrear mediciones y consultas clave para evitar cuellos de botella y otras interrupciones del desempeño. Permite detectar problemas en dos áreas clave: problemas con los recursos en Redis y en otras partes de la infraestructura que afecten el desempeño de Redis.

El primer paso de cualquier plan de monitoreo de base de datos es determinar qué debe monitorearse exactamente. En cuanto al monitoreo del desempeño de Redis, debe asegurarse de contar con información en relación con lo siguiente:

• El estado de la infraestructura subyacente
• El estado del origen de datos y sus procesos
• El éxito y desempeño de las consultas que se ejecutan

Con Redis, el monitoreo del desempeño de la base de datos implica recopilar y analizar mediciones clave relacionadas con todos los aspectos, desde la memoria y la persistencia hasta los errores y las actividades básicas. Dado que el sistema de administración de bases de datos Redis depende de la memoria principal para almacenar datos, las mediciones relacionadas con la memoria son muy importantes. Entre ellas, se incluyen estadísticas clave como las de memoria en uso, proporción de aciertos de la caché, proporción de fragmentación de la memoria, clientes bloqueados y rechazos.

Cuando se trata del monitoreo de las colas de Redis, el tráfico de red es otra medición importante. Un cambio sin explicación en el tráfico podría indicar que se interrumpió la conexión entre la aplicación y el origen de datos. Esto puede provocar una caída en el desempeño si el problema no se aborda con rapidez.

Dado que hay demasiadas cuestiones que deben rastrearse y muchas otras que se ponen en riesgo si un problema pasa inadvertido, es fundamental que quienes usan Redis como una base de datos utilicen una herramienta de monitoreo de Redis. Con una herramienta, se pueden monitorear las mediciones clave de Redis en segundos y es posible rastrear las consultas, lo que permite medir el rendimiento de cada consulta en curso. 

Al momento de monitorear Redis en la nube es necesario prestar atención a una variedad de mediciones, a fin de identificar los potenciales cuellos de botella y detectar los problemas que se generen con Redis en la nube y en la infraestructura de soporte con mayor facilidad.

Sin embargo, mantener las mediciones clave, como rápidos tiempos de respuesta, a menudo, depende de que se monitoree y comprenda de manera sistemática la forma en la que el desempeño de Redis en la nube afecta toda la infraestructura. Usar una herramienta diseñada para rastrear el desempeño de Redis en la nube y combinar estas perspectivas con técnicas avanzadas, tales como el análisis de regresión y la teoría de colas, a fin de ofrecer una visibilidad sin igual de los tipos y servidores de bases de datos en una vista unificada puede ayudar a comprender mejor el estado del sistema.

Cuando se trata de definir qué mediciones clave deben monitorearse, una práctica recomendada general que se aplica a cualquier base de datos, no solo al servicio en la nube de Redis, es desarrollar un plan de monitoreo de bases de datos que pueda ofrecer perspectivas en relación con las siguientes áreas clave:

• El estado del origen de datos y sus procesos
• El desempeño y éxito de las consultas que se ejecutan en el origen de los datos
• Las condiciones que por lo general fallan cuando las cosas empeoran

Dado que Redis en la nube se creó para usar la memoria principal al momento de almacenar datos, muchas de las mediciones más importantes se relacionan con la memoria. Entre ellas, se incluyen estadísticas de proporción de fragmentación de la memoria, memoria en uso, proporción de aciertos de la caché y rechazos.

Sin embargo, las mediciones de la memoria no son las únicas que vale la pena monitorear cuando se trata de Redis. Existen otras cinco mediciones y categorías clave que también deberían monitorearse a fin de obtener una vista más integral del estado de la base de datos Redis en la nube:

1. Mediciones de desempeño como la latencia. La latencia mide el tiempo que pasa entre la solicitud de un cliente y la respuesta del servidor. Dada la estructura de Redis, los valores atípicos en la distribución de la latencia pueden provocar importantes cuellos de botella. Si ocurren largos tiempos de respuesta para una sola solicitud, aumentará la latencia de las solicitudes subsiguientes.
2. Mediciones de memoria como memoria en uso. Si la memoria en uso supera la memoria total disponible del sistema, el sistema operativo comenzará a intercambiar secciones obsoletas o sin uso de la memoria. Estas secciones intercambiadas se escriben en disco, lo que es 100 000 veces más lento que leer y escribir desde la memoria.
3. Mediciones de actividad básica como clientes conectados. Dado que Redis, en general, se utiliza por medio de una aplicación, cuenta con un límite máximo y mínimo en relación con los clientes conectados. Si este número se sale del rango normal, podría indicar un problema, ya sea con las conexiones upstream que se pierden o con la capacidad del servidor para gestionar solicitudes debido a que está sobrecargado.
4. Mediciones de persistencia como hora en que rdb se guardó por última vez y cambios de rdb desde la última vez que se guardó. Estas mediciones pueden ayudar a rastrear la volatilidad del conjunto de datos, mientras que la persistencia evita que las réplicas copien conjuntos de datos vacíos cuando se reinicia la principal. Estas mediciones también permiten considerar la cantidad de datos que podrían perderse si ocurre un error.
5. Mediciones de error como conexiones rechazadas. Si las conexiones de su cliente superan el valor máximo previamente definido, se rechazarán. Con esta medición, puede rastrear sus conexiones y asegurarse de no superar sus límites.

A partir del monitoreo del desempeño de Redis, debe rastrearse una gran variedad y número de mediciones. Si bien las mediciones son demasiadas como para mencionarlas a todas aquí, existen cinco categorías principales de ellas que representan el núcleo del desempeño de Redis. Estas categorías son las siguientes:

• Mediciones de desempeño como la latencia. La latencia refleja el tiempo entre la solicitud del cliente y el momento en que el servidor responde a ella. Debido a la estructura de Redis, un solo valor atípico en la distribución de la latencia puede provocar importantes cuellos de botella. De hecho, si ocurren largos tiempos de respuesta para una sola solicitud, aumentará la latencia de las solicitudes subsiguientes, lo que significa que es fundamental actualizar la latencia ni bien se produce en Redis. Monitoree las mediciones de base de datos relacionadas con el desempeño para actualizar la latencia con anticipación.
• Mediciones de memoria como memoria en uso. Es fundamental que se asegure de que la memoria en uso sea menor que la memoria total del sistema para mantener las rápidas velocidades por las que Redis es reconocido. Si la memoria en uso supera la memoria del sistema, el sistema operativo comenzará a intercambiar secciones de la memoria que se escriben en disco. Este proceso es alrededor de 100 000 veces más lento que leer o escribir desde la memoria. Dado que los datos se almacenan en la memoria principal en Redis, estas mediciones son, incluso, más importantes que lo habitual con una base de datos Redis. La herramienta de monitoreo de Redis puede resultar útil para rastrear todas las mediciones de memoria que necesita, incluidas las estadísticas clave de proporción de aciertos de caché, clientes bloqueados, proporción de fragmentación de la memoria y rechazos.
• Mediciones de actividad básica como clientes conectados. Redis cuenta con un límite máximo y mínimo en relación con la cantidad de clientes conectados. Cuando se verifica esta medición, se comprueba si la cantidad de clientes se sale del rango normal, lo que podría indicar con anticipación la existencia de un problema en el sistema de Redis. La existencia de demasiados y de muy pocos clientes podría indicar que la capacidad del servidor para gestionar solicitudes está sobrecargada o que las conexiones upstream se pierden.
• Mediciones de persistencia como hora en que rdb se guardó por última vez y cambios de rdb desde la última vez que se guardó. La persistencia es importante en Redis porque evita que las réplicas copien conjuntos de datos vacíos cuando se reinicia la principal. Si monitorea estas mediciones, puede rastrear la volatilidad de su conjunto de datos. También permiten considerar la cantidad de datos que podrían perderse si ocurre un error.
• Mediciones de error como conexiones rechazadas. Cuando las conexiones de su cliente superan el valor máximo previamente definido, se rechazan. Las mediciones de error, como las conexiones rechazadas, son útiles al momento de asegurarse de no estar superando los límites y ayudarle a ajustarlos según sea necesario. La herramienta de monitoreo de Redis emitirá alertas cuando las mediciones requieran su atención.