面试题：Redis对象安全性配置与防护策略之专家级问题

Question

在多租户环境下使用Redis，既要保证各租户数据的隔离性，又要确保整体的安全性和性能。请设计一套完整的Redis对象安全性配置与防护策略，并详细说明在高并发场景下如何保证各租户数据的一致性与可用性。

Answer 1

Redis对象安全性配置与防护策略

1. 租户数据隔离
   • 命名空间隔离：为每个租户分配独立的命名空间。例如，在键名前加上租户ID作为前缀，如 tenant1:key1、tenant2:key1。这样不同租户的数据在逻辑上完全隔离。
   • 数据库隔离：利用Redis的多数据库功能（默认有16个数据库，可通过配置文件修改），每个租户使用独立的数据库。如租户1使用DB0，租户2使用DB1等。但需注意，这种方式并非完全隔离，因为部分命令（如 FLUSHALL）仍会影响所有数据库。
2. 访问控制
   • 密码认证：在Redis配置文件中设置 requirepass 密码，客户端连接时必须提供正确密码才能进行操作。这可以防止未授权的外部连接访问Redis实例。
   • 网络访问限制：通过防火墙设置，只允许授权的服务器或IP地址段访问Redis端口。例如，仅允许应用服务器所在的子网访问Redis服务。
3. 数据加密
   • 传输加密：使用SSL/TLS对Redis客户端与服务器之间的通信进行加密。可以配置Redis服务器启用TLS，客户端连接时使用支持TLS的Redis客户端库。这能防止数据在传输过程中被窃取或篡改。
   • 存储加密：对于敏感数据，可以在应用层进行加密后再存入Redis。例如使用AES等加密算法对关键数据加密，存入Redis时仅存储加密后的密文。

高并发场景下保证数据一致性与可用性

1. 数据一致性
   • 使用事务（Multi - Exec）：将涉及同一租户数据的多个操作封装在一个事务中。Redis的事务能保证事务内的命令要么全部执行，要么全部不执行，从而保证数据一致性。例如，对于一个涉及账户余额修改和记录操作日志的场景，可以使用事务确保两者操作的一致性。
   • 乐观锁机制：在读取数据时记录版本号或时间戳。在更新数据时，先对比当前版本号与读取时的版本号，如果一致则执行更新，并更新版本号；不一致则说明数据已被其他操作修改，需要重新读取并尝试更新。这可以避免并发更新导致的数据覆盖问题。
2. 可用性
   • 主从复制：配置Redis主从复制，主节点负责处理写操作，从节点复制主节点的数据。这样当主节点出现故障时，从节点可以提升为新的主节点继续提供服务。同时，从节点还可以分担读操作压力，提高整体性能。
   • 哨兵模式（Sentinel）：引入Redis Sentinel，它可以监控Redis主从节点的健康状态。当主节点发生故障时，Sentinel会自动将一个从节点提升为新的主节点，并通知其他从节点和客户端进行相应调整，确保服务的高可用性。
   • 集群部署（Cluster）：采用Redis Cluster模式，将数据分布在多个节点上，每个节点负责一部分数据的存储和读写。这种方式不仅提高了数据存储的扩展性，还能通过节点间的相互备份和故障转移机制，保证在部分节点故障时系统仍能正常运行。