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高可用解决方案详解(八大主流架构方案)

发表于:2024-06-18 作者:mikechen 来源:mikechen的互联网架构

集群架构

通过将多个服务器组成一个集群,提供冗余,例如:Hadoop集群、Kubernetes集群、Kafka集群、MySQL集群...等。

如下图所示:

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通过将多个服务器、或节点,组合成一个集群来实现,当某个节点出现故障时,其他节点可以接管其工作,从而确保服务的连续性。

比如:大型网站都是集群的时代,Web服务器集群、应用服务器集群、后端的服务器集群...等等,当别的服务器故障时,集群的其它服务器,仍然能够正常提供服务。

所以,高可用集群架构,在现代IT基础设施中扮演着非常重要的角色,能够显著提高系统的可靠性、和可用性。

负载均衡

通过将请求分发到多个服务器上来平衡负载,确保任何一台服务器发生故障时,其他服务器可以继续处理请求。

如下图所示:

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比如:上面的多台后端服务器,如果“应用服务器1”故障了,负载均衡检查到“应用服务器1”挂了,直接会切换到别的“应用服务器2”、“应用服务器3”.

通过这种负载的方式,提高了系统高可用性、和可扩展性。

可以使用专用硬件设备(如:F5、Citrix ADC...)进行负载均衡,也可以使用软件成本低的:Nginx、LVS、HAProxy...等等。

数据备份架构

数据备份高可用性是企业数据管理中的关键环节,很多时候被低估了,比如:数据是最重要的,就需要数据定期备份。

以及,如果发生了突发事件,可以从备份的数据里,迅速恢复系统、和数据。

常见的备份,比如:

  • 全备份(Full Backup):完整备份所有数据,最简单,但最耗时、和空间。
  • 增量备份(Incremental Backup):只备份自上次备份以来更改的数据,节省时间、和存储空间,但恢复时需依赖多个备份集。
  • 差异备份(Differential Backup):只备份自上次全备份以来更改的数据,比增量备份恢复更快,但需要:更多存储空间。

可以备份到本地,也可以多备份一个到“云端”,这样多个备份,可以更好的保证数据安全。

热备架构

在热备方案中,一个备用服务器实时同步主服务器的数据,当主服务器故障时,备用服务器立即接管。

当主系统发生故障时,自动、或手动将工作负载切换到备用系统的过程。

优点:

故障切换时间短,能够快速恢复服务,减少停机时间。

缺点:

成本高,需要配置、与主系统相同的备用系统,增加了硬件成本。

主从架构

在数据库中,主从复制可以通过一个主节点(Master)、和一个或多个从节点(Slave),来实现数据的复制、和容错。

如下图所示:

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主从架构,很多时候,不仅可以解决“读多写少”的场景。

还可以更好的解决可用性的问题,当主节点出现故障时,从节点可以接管。

多数据中心架构

将系统部署在多个地理位置不同的数据中心,以在一个数据中心发生灾难时,其他数据中心能够继续提供服务。

比如:现在大家熟知的各大长,大部分都会有多数据中心。

国内的,比如:北京、上海、深圳、成都......都会按照地域来建立数据中心。

比如:两个、或多个数据中心同时提供服务,支持负载均衡、和故障切换。

在某个数据中心发生灾难时,能够迅速切换到其他数据中心,从而,更好的保证业务连续性。

自动故障检测与恢复

使用自动化工具、和技术来,监测系统组件的健康状态,并在检测到故障时自动进行故障转移、或重启,以减少对用户的影响。

服务监控与自动化扩展

实施全面的服务监控机制,通过监测系统负载、和性能指标自动调整资源,以应对突发流量和负载变化,保证系统稳定运行。

这些高可用性解决方案:可以根据具体的业务需求、和应用场景进行选择、和结合使用,以保障系统能够持续提供稳定和可靠的服务。