高可用架构设计全面详解(8大高可用方案)
来源：mikechen的互联网架构
1.冗余
高可用性的冗余备份，是通过在系统中引入冗余（Redundancy）来提高系统的可用性。
冗余备份的目标是：在硬件或软件出现故障时，系统仍能够继续提供服务，这是最常见的高可用解决方案。
这个方案看似简单，但是重要性反而是最高的，很多人忘却了这一点。
比如，数据库里面的主备，或者主从等等，这些就是典型的冗余方案。
如下图所示：
比如：一台服务器出现了问题，很快可以采用备用服务器替换掉，这就是典型的冗余。
方案不复杂，但是效果确是最好的，所以，我把冗余放在了第一位，简单高效。
2.负载均衡
负载均衡在大型网站，以及分布式架构，中间件等都会涉及到，除了能解决性能扩展，还有一个非常重要的特性：就是解决高可用性。
在负载均衡器层面实现冗余，确保即使一个负载均衡器出现故障，其他冗余的负载均衡器能够接管服务。
如下图所示：
比如：上图的应用服务器1坏掉了，还可以使用应用服务器2、应用服务器3来替换掉，可以非常容易的解决高可用性的问题。
这个高可用性方案，也是属于解决容易，但是效果非常好的情况。
所以，我把负载均衡的可用方案，放到了第二位，性价比还是非常高的。
3.数据备份与恢复
数据备份与恢复，是构建高可用性系统中至关重要的组成部分，很多人低估了这项的重要性。
原因很简单，什么最重要？当然，是数据最重要。
所以，一定要养成，定期备份数据的习惯。
备份可以采用以下策略：
完整备份（Full Backup）：备份整个数据集。
增量备份（Incremental Backup）：备份自上一次备份以来的变化。
组合使用完整备份和增量备份，以在恢复时更加高效。
除此之外，还会涉及到恢复：
需要：定期测试备份的恢复过程，确保备份文件能够顺利还原数据。
制定灾难恢复计划，包括从备份中快速恢复数据的步骤和流程。
决策级别：
以及，确定哪些数据是关键的，需要立即进行恢复，哪些数据可以等待。4.异地多活
异地多活（Geo-Redundancy），是指在不同地理位置建立多个数据中心。
以确保系统在面对单一数据中心故障、自然灾害、或网络问题时，仍能够提供连续的服务。
如下图所示：
比如：阿里就会涉及到异地多活的情况。
比如，阿里会有多个机房，在杭州、成都、北京...等等都会有机房。
如果杭州机房出现了故障，比如：火灾、地震等突发情况，杭州机房就不能正常工作了。
这个时候，可以把上海等机房来顶替，这样可以更好的保证可用性。
只不过，这个可用性，更多的是从更高的层面，也就是数据中心来保证可用性而已，属于更高级别的可用保障。
总之，异地多活高可用性是一种强大的架构，可以提供更高级别的可用性和容灾能力。
5.服务高可用
服务熔断是一种用于保障系统高可用性的设计模式，主要用于防止由于服务故障、或异常导致的级联故障。
如下图所示：
设定一定的错误率、或响应时间阈值，当服务的错误率、或响应时间超过设定的阈值时触发熔断。
进入熔断状态后，拒绝一段时间内的所有请求，减轻服务的负载。
以及，在熔断状态下，提供降级策略，返回默认值或预设响应，以确保系统在熔断时依然能够提供有限的功能。
这也是属于高可用的解决方案，只不过是从服务调用来保证而已。
6.自动化运维
自动化运维是保障系统高可用性的重要手段之一，通过自动化运维，可以减少人为错误，提高系统的稳定性和可靠性。
比如：
实现自动化的回滚机制，当新版本或配置引发问题时，能够快速回滚到稳定的版本或配置，减少人工方式，从自动化角度来保证。
以及，配置自动化备份任务，包括：数据备份和系统配置备份，确保数据和配置的安全，同时实现自动化的恢复过程。
这里的自动化运维，可用结合着上面我提到的冗余、数据备份、负载等一起结合使用，会极大的提升效率。
7.监控和警报系统
当然，监控和警报系统也是确保系统高可用性的重要组成部分。
这类系统负责：实时监测系统的各种指标、性能参数和运行状态。
如下图所示：
监控，比如：CPU利用率、内存使用、磁盘空间、网络流量等。
同时在发现异常，或超过阈值时发出警报，以便及时采取措施。
通过建立健全的监控和警报系统，团队能够更加及时、准确地发现并解决问题，确保系统的高可用性和稳定性。
所以，大家看到的互联网大厂，都会有一套非常严谨的监控，和报警机制，来保证出现了问题，可更快的解决。
这些都是，非常典型的可用性解决方案。
8.云服务高可用
如今都是云的时代了，所以，云服务的高可用也是很重要。
可用，利用云服务提供商的高可用性特性，将系统部署在多个区域，并使用云服务的高级功能。
使用云负载均衡、弹性计算、云数据库、对象存储等服务，更好的提高可用性。
以上都是常见的高可用架构解决方案，可以根据具体系统、和业务需求选择适当的组合，从而更好的提高系统的可用性、稳定性。
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