互联网架构【高可用】

本文详细介绍了互联网架构中的高可用性(HA)概念,包括通过冗余和自动故障转移来确保系统的高可用性。从客户端层到数据库层,分别讨论了各层的高可用实践,如反向代理层的keepalived、站点层的存活性探测、服务层的服务连接池、缓存层的主从同步以及数据库的读写分离策略。整个架构通过层层冗余和故障转移策略,确保系统的稳定运行。

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[b]什么是高可用[/b]

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。

[b]如何保障系统的高可用[/b]

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。

[b]常见的互联网分层架构[/b]

常见互联网分布式架构如上,分为:

(1)客户端层:典型调用方是浏览器browser或者手机应用APP
(2)反向代理层:系统入口,反向代理
(3)站点应用层:实现核心应用逻辑,返回html或者json
(4)服务层:如果实现了服务化,就有这一层
(5)数据-缓存层:缓存加速访问存储
(6)数据-数据库层:数据库固化数据存储

整个系统的高可用,又是通过每一层的冗余+自动故障转移来综合实现的。


[b]分层高可用架构实践[/b]

【客户端层->反向代理层】的高可用

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。
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