高可用是大型架构的必备技能，也是大厂经常考察的内容，下面我重点详解8大高可用系统方案@mikechen
服务冗余
服务冗余：是构建高可用系统的重要手段之一，简单来说，就是部署多份相同的服务实例。
当其中一个实例发生故障时，其他实例可以立即接管，从而保证服务的持续可用。
水平扩展
通过部署多个相同的服务实例，来实现服务冗余，每个服务实例可以处理一部分的请求。
垂直扩展
通过部署多个不同的服务实例，来实现服务冗余，每个服务实例可以处理不同的请求。
混合扩展
通过组合水平扩展、和垂直扩展来实现服务冗余。
除此之外，可以使用工具，比如： Keepalived、HAProxy…等来监控主服务状态，自动切换备份服务。
主备切换
主备切换：是一种常见的高可用性（High Availability, HA）解决方案。
主备切换，核心思想：是部署一个或多个备用服务器，平时处于待机状态。
主备切换的工作原理，如下：
主节点（Master）
主节点：负责处理客户端的请求和事务，所有的写操作都发生在主节点上；
备节点（Slave）
然后，备节点负责复制主节点的数据、和事务，保持与主节点的数据一致性；
心跳检测
最后，主节点和备节点之间通过心跳检测来监控对方的状态，当主节点故障时，备节点可以自动接管主节点的工作。
这种机制通常用于数据库、缓存系统…….等需要高可用性的场景。
比如：： MySQL、Oracle、SQL Server…等数据库，都支持主备切换。
负载均衡
负载均衡，是将请求分发到多台服务器上，避免单点过载，提高系统的整体处理能力。
常见的方案，如下：
硬件负载均衡
使用F5…等专业的负载均衡设备。
软件负载均衡
使用Nginx、HAProxy。。。等软件。
异地多活
异地多活架构：是一种高可用性设计方案，通过在不同地理位置同时提供服务，确保系统在发生故障时仍能保持业务连续性。
比如：地震、火灾、大规模停电…等，导致整个数据中心不可用的情况。
常见的实现方案，如下：
同城双活
在同一城市内部署多个机房，通过高速网络连接，实现快速的数据同步、和低延迟。
两地三中心
比如：在两个不同城市各设立一个主机房和一个备机房，以提高容灾能力，同时保证业务连续性。
它通过在地理位置上分散的多个数据中心部署相同的应用和服务，使得即使某个数据中心发生故障，其他数据中心仍然可以继续提供服务，保障业务的连续性。
过载保护
过载保护：是指当系统接收到的请求超出其处理能力时，主动拒绝一部分请求，以防止系统崩溃、或性能急剧下降。
实现方式：
- 限流（Rate Limiting）： 限制单位时间内接收的请求数量。常用的算法有令牌桶算法、漏桶算法…等。
- 排队（Queueing）： 将请求放入队列中，按照一定的策略进行处理。但队列长度有限，超过队列长度的请求会被拒绝。
- 熔断（Circuit Breaker）： 当某个服务或依赖出现故障时，快速切断对该服务或依赖的调用，防止故障蔓延。
- 降级（Degradation）： 关闭一些非核心功能，释放系统资源，以保证核心功能的正常运行。
监控与告警
使用Prometheus、Zabbix等监控工具，对系统进行全面的监控，并设置告警规则，及时发现和处理故障。
比如：
Prometheus + Grafana
Prometheus 负：责采集和存储指标，Grafana 进行可视化展示，支持灵活的查询和告警规则设置。
Zabbix
适用于全面监控，包括：硬件、网络和应用服务…等等。
ELK Stack
ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana)： 用于日志收集、分析、和可视化。
自动化运维
使用Ansible、Chef、Puppet等自动化运维工具，实现自动化部署、配置和维护，减少人为错误，提高运维效率。
故障自动切换
当主服务器发生故障时，自动切换到备服务器，实现快速恢复。
心跳检测
定期检测主服务器状态，发现异常后触发切换。
工具：Keepalived、Pacemaker…等等。
漂移 IP (VIP)
主备服务器共用一个虚拟 IP，切换时动态转移 VIP。
主备数据同步
保证主备切换时数据的一致性和完整性，比如：数据库主从复制（如 MySQL 主从同步）。
mikechen睿哥
mikechen睿哥，十余年BAT架构经验，资深技术专家，就职于阿里、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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