高可用性的建筑模式

随着企业客户部署的任务关键基础的服务的数量继续增加,需要更深入地了解设计最佳网络可用性解决方案从未如此至关重要。高可用性(HA)已成为此类系统发展的关键方面。高可用性简单地是指连续保持运行的组件或系统,以获得可望的时间。可用性通常相对于“100%操作”来衡量;但是,由于几乎不可能保证100%可用性,但目标通常以九个数量表示。最令人垂涎​​的可用性目标是“五个九”,转化为99.999%的可用性 - 相当于每天的停机时间不到第二个。
使用标准商业质量和硬件可以实现五个九个可用性。高可用性架构的设计主要基于冗余硬件组件和软件的组合来管理故障校正和检测而没有人为干预。下面的模式解决了设计和架构考虑,以在设计高度可用的系统时进行。

服务器冗余

以高可用系统为主设计的关键在于识别和解决单点故障。单点故障简单地指的是任何故障将导致完整系统关闭的部分。生产服务器是复杂的系统,其可用性取决于多个因素,包括硬件,软件和通信链接;这些因素中的每一个都是潜在的失败点。引入冗余是解决单点故障的最接近的方法。它是通过复制对其功能至关重要的系统的单个部分来实现的。复制保证,在关键组件失败的情况下,将始终存在可用的辅助组件。冗余依赖于假设它们系统不能同时体验多个故障。
最广泛的冗余示例是廉价磁盘的RAID-冗余阵列,它利用多个驱动器的组合使用。服务器冗余可以通过待机形式实现,也可以通过备份无源冗余或通过主动主动冗余来实现,其中所有副本都同时活动。

  • 主动冗余

主动被动架构模式包括至少两个节点。这 被动的 服务器(故障转移)充当备份,该备份仍然在待机状态上,并且在此情况下接管 积极的 无论出于何种原因,服务器都会断开连接。主Active Server主机主机生产,测试和开发应用程序。
二次被动服务器在正常操作期间基本上保持休眠。该模型的主要缺点是,无法保证生产应用程序将在被动服务器上预期起作用。该模型也被认为是一种相对浪费的方法,因为昂贵的硬件未被使用。
Active_passive_high_availability_cluster.

图1.1

  • 主动主动冗余

主动主动模型还包含至少两个节点;但是,在这种架构模式中,多个节点同时主动运行相同的服务。为了充分利用所有活动节点,活动活动群集使用负载平衡来分发节点的工作负载,以防止任何单个节点都过载。分布式工作负载随后导致响应时间和吞吐量的显着改善。
负载均衡器使用一组复杂算法来为节点分配客户端,该连接通常基于性能度量和健康检查。为了保证无缝可操作性,必须配置群集中的所有节点以进行冗余。主动主动冗余的潜在缺点是,如果其中一个节点发生故障,则可能会删除客户端会话,强制将它们重新登录到系统中。然而,通过确保每个节点的各个配置设置几乎相同,可以轻松减轻这种情况。
 积极的 _active_high_availability_cluster_load_balancer.

图1.2

  • n + 1冗余

n + 1冗余模式是主动主动和主动无源之间的混合解决方案;它有时被称为并行冗余。尽管该模型主要用作UPS配置,但它也可以应用于高可用性。 N + 1个架构模式基本上引入了系统中的N个潜在单点故障的1个奴隶(被动)。从站保留待机模式,并等待在任何N个活动部件中发生故障。因此,该系统通过折衷性能授予N个组件中的一个单位处理失败的能力。
n + 1冗余

图2.1

数据中心冗余

虽然数据中心可能包含冗余组件,但是组织也可能受益于具有多个数据中心。天气,电源故障甚至简单的设备故障等因素可能会导致整个数据中心关闭。在这种情况下,数据中心内的复制将很少使用。这种无计划的中断可能是企业的显着成本昂贵的事情。当考虑数据中心级别的故障时,需要包含多个服务器的高可用性模式的需要变得明显。
值得注意的是,在地理上不同的位置建立多个数据中心,并在数据中心内购买物理硬件以提供冗余,这是非常昂贵的。此外,建立是一种耗时的事情,似乎太难以在长远来看。但是,通过使用IAAS(基础设施作为服务)提供商,可以减轻高购买,设置和维护成本。
数据中心冗余

图3.1

浮动IP地址

浮动IP地址可以运行到使用冗余的高可用性群集中。术语 ' 漂浮的 “使用”由于IP地址可以从一个液滴从一个液滴移动到实例中同一群集内的另一个液滴。这意味着基础架构可以通过将IP地址指向冗余服务器来实现高可用性。浮动IPS通过允许客户将IP地址与不同的液滴相关联,显着减少停机时间。具有浮动IPS的规定的设计模式使得可以建立一个备用液滴,这可以在瞬间的通知时接收生产流量。

作者:Gabriel Lando

 

图1.1和图1.1由Hubspot.net提供

图2.1提供了WebWorks.in

图3.1由Technet.com提供