一、什么是高可用

高可用HA(High Availability)是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一,它通常是指,通过设计减少系统不能提供服务的时间。

假设系统一直能够提供服务,我们说系统的可用性是100%。

如果系统每运行100个时间单位,会有1个时间单位无法提供服务,我们说系统的可用性是99%。

很多公司的高可用目标是4个9,也就是99.99%,这就意味着,系统的年停机时间为8.76个小时。

百度的搜索首页,是业内公认高可用保障非常出色的系统,甚至人们会通过www.baidu.com 能不能访问来判断“网络的连通性”,百度高可用的服务让人留下啦“网络通畅,百度就能访问”,“百度打不开,应该是网络连不上”的印象,这其实是对百度最高的褒奖。

如何保障系统的高可用

我们都知道,单点是系统高可用的大敌,单点往往是系统高可用最大的风险和敌人,应该尽量在系统设计的过程中避免单点。方法论上,高可用保证的原则是“集群化”,或者叫“冗余”:只有一个单点,挂了服务会受影响;如果有冗余备份,挂了还有其他backup能够顶上。

保证系统高可用,架构设计的核心准则是:冗余。

有了冗余之后,还不够,每次出现故障需要人工介入恢复势必会增加系统的不可服务实践。所以,又往往是通过“自动故障转移”来实现系统的高可用。

接下来我们看下典型互联网架构中,如何通过冗余+自动故障转移来保证系统的高可用特性。

分层高可用架构实践

下面的图是常见的互联网分层架构

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【客户端层】到【反向代理层】的高可用,

是通过反向代理层的冗余来实现的。以nginx为例:有两台nginx,一台对线上提供服务,另一台冗余以保证高可用,常见的实践是keepalived存活探测,相同virtual IP提供服务。

自动故障转移:当nginx挂了的时候,keepalived能够探测到,会自动的进行故障转移,将流量自动迁移到shadow-nginx,由于使用的是相同的virtual IP,这个切换过程对调用方是透明的。

【反向代理层->站点层】的高可用

【反向代理层】到【站点层】的高可用,是通过站点层的冗余来实现的。假设反向代理层是nginx,nginx.conf里能够配置多个web后端,并且nginx能够探测到多个后端的存活性。

自动故障转移:当web-server挂了的时候,nginx能够探测到,会自动的进行故障转移,将流量自动迁移到其他的web-server,整个过程由nginx自动完成,对调用方是透明的。

【站点层->服务层】的高可用

【站点层】到【服务层】的高可用,是通过服务层的冗余来实现的。“服务连接池”会建立与下游服务多个连接,每次请求会“随机”选取连接来访问下游服务。

自动故障转移:当service挂了的时候,service-connection-pool能够探测到,会自动的进行故障转移,将流量自动迁移到其他的service,整个过程由连接池自动完成,对调用方是透明的(所以说RPC-client中的服务连接池是很重要的基础组件)。

【服务层>数据库层】的高可用

大部分互联网技术,数据库层都用了“主从同步,读写分离”架构,所以数据库层的高可用,又分为“读库高可用”与“写库高可用”两类。

参考: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODYxMDA5OQ==&mid=2651959728&idx=1&sn=933227840ec8cdc35d3a33ae3fe97ec5&chksm=bd2d046c8a5a8d7a13551124af36bedf68f7a6e31f6f32828678d2adb108b86b7e08c678f22f&scene=21#wechat_redirect