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Redis 실습

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0. 실습 목표 및 환경

목표

  1. Ubuntu에 Redis 설치 및 서비스 운영(systemd)
  2. redis-cli로 핵심 명령 실습(STRING/LIST/SET/HASH/ZSET)
  3. TTL/캐시 패턴(캐시 미스/갱신/무효화) 이해
  4. RDB/AOF 영속화 설정 및 복구 실습
  5. 외부 노출 시 필수 보안 설정(바인딩/비밀번호/방화벽)
  6. 운영 관점 점검(로그/메모리/Slowlog/지표)

준비물

  • Ubuntu VM 1대 (권장: 2 vCPU / 2GB RAM 이상)
  • sudo 권한
  • 터미널 사용

1. Redis 설치 및 서비스 확인

1-1) 패키지 설치

sudo apt update
sudo apt install -y redis-server

1-2) 서비스 상태 확인

sudo systemctl status redis-server --no-pager

1-3) Redis 버전/접속 테스트

redis-server --version
redis-cli ping
  • 기대 출력: PONG

1-4) 포트 리스닝 확인(기본 6379)

ss -lntp | grep 6379 || sudo lsof -i:6379

2. redis-cli 기본 사용법

2-1) 접속

redis-cli

2-2) 도움말/명령 탐색

HELP
COMMAND COUNT
COMMAND INFO GET SET

2-3) 서버 정보/설정 확인

INFO
INFO server
INFO memory
CONFIG GET *
CONFIG GET dir
CONFIG GET appendonly   => AOF기능 활성화 여부 확인

2-4) 키 탐색 주의

운영에서는 KEYS * 금지(블로킹). 실습에서는 데이터가 적으므로 비교 용도만.

KEYS *
SCAN 0 MATCH * COUNT 10    => 10개씩 조회

3. Redis 데이터 모델(자료구조) 실습

실습 전, 데이터 초기화

FLUSHDB   : 현재 DB 삭제
FLUSHALL  : 모든 DB 삭제

설명

  • 현재 선택된 Redis DB(기본 0번)에 저장된 모든 키를 삭제. DB는 0~15까지 16개가 있음.
  • 실습을 처음부터 깨끗한 상태로 시작하기 위함
  • FLUSHALL은 모든 DB를 삭제하므로 실습에서는 FLUSHDB 권장

3-1) STRING

SET user:1:name "kim"
  • user:1:name이라는 키에 문자열 "kim" 저장
  • 동일한 키가 있으면 덮어쓰기
GET user:1:name
  • 해당 키에 저장된 값을 조회
  • 결과: "kim"
INCR page:view

  • page:view 값을 1 증가

  • 키가 없으면 0으로 간주한 뒤 1로 생성

  • 문자열 타입이지만 숫자 형태의 문자열이어야 함

  • 한 번 더 증가 → 누적 증가 확인

INCR page:view
  • 현재 조회수(카운터) 값 확인
GET page:view
  • 여러 키를 한 번에 저장
  • 내부적으로 원자적(atomic)으로 실행
MSET k1 v1 k2 v2
  • 여러 키를 한 번에 조회
  • 결과는 입력한 순서대로 반환
MGET k1 k2

실습

  • SET counter 0 실행
  • INCR counter를 5회 실행
  • 최종 값이 5인지 확인 👉 조회수, 접속 수 카운터에 사용되는 패턴

3-2) LIST (큐 / 스택)

  • 기존 리스트 키 삭제 (실습 재실행 대비)
DEL queue:email
  • 리스트 왼쪽(Head) 에 데이터 삽입
  • 여러 값일 경우 왼쪽부터 순차 삽입
  • 최종 순서: mail3 → mail2 → mail1
LPUSH queue:email "mail1" "mail2" "mail3"
  • 리스트 전체 조회
  • 0 = 첫 번째, 1 = 마지막
LRANGE queue:email 0 -1
  • 리스트 오른쪽(Tail) 에서 데이터 하나 제거 후 반환
  • 큐(FIFO) 구조에서 꺼내기 동작
RPOP queue:email
  • pop 이후 남은 데이터 확인
LRANGE queue:email 0 -1

블로킹 POP (워크 큐 스타일)

터미널 A

redis-cli
  • queue:job 리스트에 값이 들어올 때까지 대기
  • 0은 무한 대기 의미
  • 작업 큐(worker) 구현 시 사용
BLPOP queue:job 0

터미널 B

redis-cli
LPUSH queue:job "job1"
  • 값이 들어오는 순간, 터미널 A가 즉시 값을 받음

과제

  • RPUSH로 데이터 추가
  • LPOP으로 데이터 제거
  • FIFO 큐 구조 직접 구성해보기

3-3) SET (중복 없는 집합)

  • 집합에 값 추가
  • "kim"은 중복이므로 한 번만 저장
SADD class:students "kim" "lee" "park" "kim"
  • 집합에 저장된 모든 값 조회
  • 순서는 보장되지 않음
SMEMBERS class:students
  • "kim"이 집합에 있는지 확인
  • 결과: 1(있음), 0(없음)
SISMEMBER class:students "kim"
  • 집합에 포함된 원소 개수 반환
SCARD class:students
  • "park"를 집합에서 제거
SREM class:students "park"
  • 제거 후 최종 상태 확인
SMEMBERS class:students

집합 연산

  • 두 개의 집합 생성
SADD class:A "kim" "lee"
SADD class:B "lee" "choi"
  • 교집합 (공통 요소) → "lee"
SINTER class:A class:B
  • 합집합 (전체 요소)
SUNION class:A class:B
  • 차집합 (A에는 있고 B에는 없는 값)
SDIFF class:A class:B

3-4) HASH (객체 / 레코드)

  • 하나의 키(user:1)에 여러 필드-값 저장
  • 객체(JSON)와 유사한 구조
HSET user:1 name "kim" age "29" role "student"
  • 특정 필드 값만 조회
HGET user:1 name
  • 해당 키의 모든 필드와 값 조회
HGETALL user:1
  • login_count 필드를 1 증가
  • 필드가 없으면 0으로 간주 후 증가
HINCRBY user:1 login_count 1
  • 누적 증가 확인
HINCRBY user:1 login_count 1
  • 최종 로그인 횟수 조회
HGET user:1 login_count

과제

  • user:2 생성
  • 필드 3개 이상 저장(job:sa, team:cloud, floor:3
  • HGETALL user:2 결과 확인

3-5) ZSET (정렬된 집합: 랭킹 / 점수)

  • ranking이라는 ZSET에 데이터 추가
  • 숫자(score)를 기준으로 자동 정렬됨
ZADD ranking 100 "alice" 80 "bob" 120 "chris"
  • 점수 오름차순 정렬 결과 조회
ZRANGE ranking 0 -1 WITHSCORES
  • 점수 내림차순 정렬 결과 조회 (랭킹용)
ZREVRANGE ranking 0 -1 WITHSCORES
  • "bob"의 점수를 +30 증가
ZINCRBY ranking 30 "bob"
  • 점수 변경 후 순위 자동 재정렬 확인
ZREVRANGE ranking 0 -1 WITHSCORES

Top-N 조회

  • 점수가 높은 순으로 상위 3개 조회
  • Top-N 랭킹 조회의 대표적인 패턴
ZREVRANGE ranking 0 2 WITHSCORES

4. TTL과 캐시 동작 이해

4-1) TTL 기본

  • 세션 데이터 저장
SET session:abc "user1"
  • 60초 뒤 자동 삭제 설정
EXPIRE session:abc 60
  • 남은 TTL 시간(초 단위) 확인
TTL session:abc
  • TTL 만료 전이면 값 반환
  • 만료 후면 (nil) 반환
GET session:abc

4-2) SETEX / PSETEX

  • 값을 저장하면서 TTL(초) 동시에 설정
SETEX otp:001 30 "123456"
  • 남은 시간 확인
TTL otp:001
  • TTL을 밀리초(ms) 단위로 설정
PSETEX otp:ms 5000 "999999"
  • 남은 시간을 ms 단위로 확인
PTTL otp:ms

4-3) 캐시 패턴 실습 (수동 시뮬레이션)

상황: DB 조회 결과를 Redis에 10초 캐싱

  • 기존 캐시 삭제
DEL cache:product:100
  • 값 없음 → 캐시 미스(Cache Miss)
GET cache:product:100
  • DB 조회 결과를 Redis에 저장
SET cache:product:100 "{'name':'mouse','price':12000}"
  • 10초 뒤 자동 삭제
EXPIRE cache:product:100 10
  • 캐시 만료까지 남은 시간 확인
TTL cache:product:100
  • TTL 만료 전 → 캐시 히트(Cache Hit)
GET cache:product:100

과제

  • TTL 만료 후 다시 GET 했을 때 값을 확인하고, 재캐싱을 수행하시오.

5. 영속화(Persistence): RDB / AOF

Redis 설정 파일 위치(우분투 패키지 기본):

  • /etc/redis/redis.conf
  • 데이터 디렉터리: 보통 /var/lib/redis

5-1) 현재 설정 확인

sudo grep -E "^(save|appendonly|appendfsync|dir|dbfilename)" /etc/redis/redis.conf
sudo egrep "^(save|appendonly|appendfsync|dir|dbfilename)" /etc/redis/redis.conf

또는 redis-cli에서:

redis-cli CONFIG GET save
redis-cli CONFIG GET appendonly
redis-cli CONFIG GET dir

5-2) RDB 스냅샷(기본)

수동 저장:

redis-cli SAVE

백그라운드 저장:

redis-cli BGSAVE

RDB 파일 위치 확인:

redis-cli CONFIG GET dir
redis-cli CONFIG GET dbfilename
sudo ls -al /var/lib/redis

복구 실습(안전하게 진행)

  1. 샘플 데이터 생성
redis-cli FLUSHDB
redis-cli SET rdb:test "hello"
redis-cli BGSAVE
  1. Redis 중지 후 데이터 파일 확인
sudo systemctl stop redis-server
sudo ls -al /var/lib/redis
  1. Redis 재시작 후 데이터 확인
sudo systemctl start redis-server
redis-cli GET rdb:test

5-3) AOF 활성화(권장: 데이터 중요 시)

  1. 설정 변경
sudo cp /etc/redis/redis.conf /etc/redis/redis.conf.bak
sudo sed -i 's/^appendonly no/appendonly yes/' /etc/redis/redis.conf
sudo sed -i 's/^# appendfsync everysec/appendfsync everysec/' /etc/redis/redis.conf
  1. 서비스 재시작
sudo systemctl restart redis-server
  1. AOF 파일 생성 확인
sudo ls -al /var/lib/redis
redis-cli CONFIG GET appendonly

AOF 재작성(압축)

redis-cli BGREWRITEAOF

과제

  • AOF 켠 상태에서 키 3개 저장 후 재시작해도 남아있는지 검증

6. 운영 관점 필수 점검(메모리/모니터링/슬로우로그)

6-1) 메모리 확인

INFO memory
MEMORY STATS
MEMORY USAGE user:1

6-2) 실시간 모니터링(주의: 운영에서 과다 사용 금지)

redis-cli MONITOR

6-3) Slowlog

CONFIG SET slowlog-log-slower-than 10000
CONFIG SET slowlog-max-len 128
SLOWLOG LEN
SLOWLOG GET 10

6-4) 클라이언트/연결 확인

INFO clients
CLIENT LIST

7. 보안 기본(실습 환경 기준)

7-1) 기본 바인딩/접근 제한 확인

sudo grep -E "^(bind|protected-mode|requirepass)" /etc/redis/redis.conf
  • 실습 로컬에서만 쓸 거면: bind 127.0.0.1 ::1 유지 권장
  • 외부 접속 허용은 매우 신중(비밀번호 + 방화벽 + 네트워크 분리 전제)

7-2) 비밀번호 설정(requirepass)

sudo sed -i 's/^# requirepass .*/requirepass StrongPassw0rd!/' /etc/redis/redis.conf
sudo systemctl restart redis-server

접속 테스트:

redis-cli ping
# (NOAUTH 에러 기대)
redis-cli -a 'StrongPassw0rd!' ping

7-3) UFW 방화벽(외부 차단)

sudo ufw status
sudo ufw allow OpenSSH
sudo ufw enable
sudo ufw deny 6379/tcp
sudo ufw status

8. 복제(Replication) 실습: 2대 VM 또는 2개 인스턴스

아래는 노션에 그대로 붙여넣기 가능한 Redis Master–Replica 복제 실습 교안입니다.

(우분투 기준, 2대 VM 또는 1대에서 포트만 다르게 2인스턴스 모두 제공)

0. 실습 준비

권장 환경

  • Ubuntu 22.04 서버 2대 (또는 1대에서 2인스턴스)
  • IP 예시
    • Master: 192.168.80.110
    • Replica: 192.168.80.120

포트

  • 기본: 6379

1) Redis 설치 (두 서버 모두)

sudo apt update
sudo apt install -y redis-server
redis-server --version

서비스 상태 확인:

sudo systemctl status redis-server --no-pager

2) 방화벽/네트워크 확인 (두 서버 모두)

UFW를 쓰는 경우(예시):

sudo ufw allow 6379/tcp
sudo ufw status

서로 통신 확인(Replica → Master):

nc -zv 192.168.80.110 6379

3) Master 설정 (192.168.80.110)

설정 파일:

sudo vi /etc/redis/redis.conf

아래 항목을 찾아 수정/확인:

bind 0.0.0.0
port 6379
 
protected-mode yes
 
requirepass StrongPassw0rd!
 
# (선택) 실습 중 위험 명령 막기 - 운영용 권장
# rename-command FLUSHALL ""
# rename-command FLUSHDB  ""

재시작:

sudo systemctl restart redis-server

외부 접속 확인(로컬에서):

redis-cli -a StrongPassw0rd! PING
# PONG

Master 역할 확인:

redis-cli -a StrongPassw0rd! INFO replication | egrep "role|connected_slaves"
# role:master
# connected_slaves:0

4) Replica 설정 (192.168.80.120)

설정 파일:

sudo vi /etc/redis/redis.conf

아래 항목을 찾아 수정/확인:

bind 0.0.0.0
port 6379
 
protected-mode yes
 
requirepass StrongPassw0rd!
 
# Master 인증 (Master에 requirepass가 있을 때 필수)
masterauth StrongPassw0rd!
 
# 복제 대상 지정 (중요)
replicaof 192.168.80.110 6379

재시작:

sudo systemctl restart redis-server

Replica 역할 확인:

redis-cli -a StrongPassw0rd! INFO replication | egrep "role|master_host|master_link_status"

정상 출력 예:

role:slave
master_host:192.168.80.110
master_link_status:up

Master에서 Replica 연결 확인:

redis-cli -a StrongPassw0rd! INFO replication | egrep "connected_slaves|slave0"

5) 복제 동작 확인

5-1) Master에 데이터 쓰기

Master에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! SET demo:key "hello"
redis-cli -a StrongPassw0rd! INCR demo:counter
redis-cli -a StrongPassw0rd! INCR demo:counter
redis-cli -a StrongPassw0rd! GET demo:key
redis-cli -a StrongPassw0rd! GET demo:counter

5-2) Replica에서 동일 데이터 읽기

Replica에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! GET demo:key
redis-cli -a StrongPassw0rd! GET demo:counter

기대 결과:

  • demo:key → "hello"
  • demo:counter → "2"

6) Replica 쓰기 금지 확인

Replica에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! SET replica:write "no"

기대 결과:

(error) READONLY You can't write against a read only replica.

7) 복제 해제 / 전환 실습

7-1) Replica 복제 해제(Standalone로 전환)

Replica에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! REPLICAOF NO ONE

확인:

redis-cli -a StrongPassw0rd! INFO replication | egrep "role|master_host"
# role:master

이제 Replica였던 서버에서 쓰기 가능:

redis-cli -a StrongPassw0rd! SET now:master "ok"

7-2) 다시 Master(192.168.80.110) 따라가도록 재설정

Replica(전환된 서버)에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! REPLICAOF 192.168.80.110 6379

8) 장애/운영 관점 포인트

8-1) 복제는 자동 승격이 아님

  • Master가 죽어도 Replica가 자동으로 Master가 되지 않음
  • 자동 장애조치가 필요하면:
    • Redis Sentinel 또는
    • 클러스터/관리형(예: ElastiCache Multi-AZ) 고려

8-2) 보안 필수 요소

  • bind를 내부망 IP로 제한하거나 보안그룹/방화벽으로 제한
  • requirepass 설정
  • 복제에는 masterauth 설정

연결이 안 될 때(Replica에서)

Replica에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! INFO replication | egrep "master_link_status|master_last_io_seconds_ago|master_host"

Master에서:

redis-cli -a StrongPassw0rd! INFO replication | egrep "connected_slaves|slave0"

로그 확인:

sudo journalctl -u redis-server -n 200 --no-pager

자주 원인:

  • Master 포트(6379) 방화벽 차단
  • Master bind 127.0.0.1로 외부 접속 불가
  • requirepass는 있는데 Replica에 masterauth 누락
  • 서로 다른 Redis 인스턴스/포트에 붙음

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