分布式系統關注點 初識 高可用

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本篇的要點主要是明確「高可用」的定義，以及了解在分布式系統下哪些環節要做「高可用」，為後續要講的策略、方式方案打下基礎。如有1年以上的分布式系統實戰經驗可酌情選擇跳過本篇。

tips：「高xx」中的「高」其實是相對的，越滿足期望值，就越是「高」的。

做個通俗一點的模擬：獨生子女時代的子女就是「單體應用」，如果出意外了，父母就「失獨」了，整個家族的傳承就斷了，「不可用」了。然而，二胎政策就是通過分布式（冗餘）來降低出現這個問題的概率，從而提高「可用性」。

對於「高可用」，專業的解釋是：

「高可用」指的是通過盡量縮短因日常維護操作（計畫）和突發的系統崩潰（非計畫）所導致的停機時間，以提高系統和應用的可用性。

為什麼在「資料一致性」後面就聊「高可用」呢？我的理解是，分布式系統的關鍵是做冗餘，但是冗餘的最大敵人卻是「資料一致性」。我們通過冗餘打破了原先的瓶頸，開啟了一些新的通道。如，可以去爭取更高的可用性、更高的效能等等。但是這其中，屬「高可用」最重要。從上面引用中的解釋也可以看到，要想盡可能的降低停機時間，單體應用的天花板總會更快的到來。就好比讓一台電腦永遠保持執行是困難的，期間總得更新幾次作業系統、突然出現幾次硬體故障，甚至機房的光纖被挖斷了！那麼這個時候就處於「不可用」狀態。

也因此，我認為「高可用」的價值或者說意義，必定是在我們做分布式系統獲得的其它好處之上的，比如「高效能」之類。因為，在一定範圍內，所謂的「高效能」其實通過優化單體應用也有可能達到某個期望值，但是「高可用」則必然需要依賴分布式系統才能達到。

一般我們講到最多的是用service level agrement來衡量高可用指標，簡稱sla。不過，其原意表示的是關於網路服務**商和客戶間的乙份合同，其中定義了服務型別、服務質量和客戶付款等術語，其中還包含除了「有效工作時間」之外的其它概念，如頻寬、服務就緒時間（rfsd）、平均故障間隔時間（mtbf）、服務平均恢復時間（mtrs）、平均修理時間（mttr）等。最初，sla多用於電信運營商之類的基礎設施所提供的服務中，商定使用者可以享受什麼樣的等級什麼樣的頻寬服務等等。

sla完整的定義會複雜的多，在軟體系統中主要是取了其中的「有效工作時間」部分。只要系統一直能夠提供服務，我們就可以說系統的可用性是100%，但這只停留在理想中。如果系統每執行100個時間單位，會有1個時間單位無法提供服務，我們說系統的可用性是99%。貼一張常見的**圖：

如今，我們的生活越來越依賴於移動網際網路的一些應用，假設支付寶掛了幾個小時，這下好了，刷不了卡了、轉不了帳了、信用卡也還不了了，慌不慌？

不過，相對的，還可以投機的理解為，只要我能保證系統在你使用它的時候是可用的，那麼對外宣傳也可以是「高可用」的。這也是在網際網路普及之前，很多企業的內部c/s架構的資訊系統得以正常使用的原因，比如銀行會在非營業時間更新他們的系統，所以對於服務視窗的營業員來說，系統並沒有不可用，因為那個時候我不需要用它。

做「高可用」用一句話來概括就是：

更快的發現故障，更快的隔離故障。

做任何事情都有主次之分，做高可用的「主」就是「負載均衡」。

之前的文章中提到過多次，分布式系統的關鍵是做冗餘，那麼讓這些冗餘能發揮「高可用」作用的就是「負載均衡」。所以，這是最基本的，也是邁向「高可用」的第一步，其它的措施都是建立在「負載均衡」之上的。

「負載均衡」的作用是乙個「連線者」，讓上下游之間以我期望的方式「連線」起來。所以，有必要先了解一下這些上下游的全貌，並且從中找到我們要做「負載均衡」的地方。

分布式系統有各式各樣的架構方式，不過本質上都是上圖這樣的乙個分層架構。圖中紅點標記出的地方就是我們需要做「負載均衡」的地方，可以看到，就是每兩層之間的連線處。

這些連線處在實際做「負載均衡」的時候，需要結合所處的網路層次。因為在不同的網路層次有不同的做法。如下圖。

一般主流的四層負載均衡和七層負載均衡，前者指的就是傳輸層，主要涉及的協議是tcp、udp等，後者指的應用層，主要涉及的協議是http、https和ftp等。

用來實現「負載均衡」的解決方案有很多，分為基於硬體或者基於軟體的，比較成熟的諸如：f5（支援四層、七層）、lvs（支援四層）、nginx（支援七層）等等。

近些年，隨著service mesh的興起，隨著湧現了一大批新一代的「負載均衡」解決方案，如envoy、istio、linkerd、ribbon等，有興趣的小夥伴們可以自行研究下。

這篇先起個步，下篇聊聊有哪些做「負載均衡」的策略，用圖說話。

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分布式系統關注點 如何去實施 負載均衡 ？

本文長度為3032字，預計讀完需1.1mb流量，建議閱讀8分鐘。前面兩篇 分布式系統關注點 初識 高可用 分布式系統關注點 僅需這一篇，吃透 負載均衡 妥妥的 看完後，相信大家對實現高可用的思路和負載均衡的策略有了一些了解。這篇主要闡述一下在實施的時候主流的一些解決方案。再翻出第一篇中放出的一張圖來...

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分布式架構 高可用

本文將通過自建架構圖 進行講解 如圖採用了分布式 微服務架構，將傳統系統進行重構後的效果 微服務架構體系對多個層面進行探索 分析和優化，本文不在詳細闡述 微服務 分布式架構根據公司 企業需求定製化構造而來，目的細化模組間的呼叫，鏈路更加清晰明了，不同環節高可用方案不同，優化手段也存在差異。分析思考 ...