如何构建99.99%高可用架构(4大架构方案)

高可用是大型架构核心,下面我详解99.99%高可用架构@mikechen

流量入口高可用

流量入口是用户访问的第一站,一旦挂掉,后续所有服务都不可达。

多入口 + 负载均衡:DNS + L4/L7 LB(SLB / LVS / Nginx),避免单点。

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DNS
 ↓
L4/L7 LB(多活)
 ↓
应用集群

Keepalived + LVS/Nginx: 通过 虚拟 IP (VIP) 技术,两台负载均衡器组成主备(Active-Standby)模式。

利用 Keepalived 检测心跳,一旦主节点宕机,备节点瞬间接管 VIP。

云原生方案: 使用云厂商提供的 SLB(负载均衡服务),通常自带跨可用区(AZ)的高可用能力。

 

应用层高可用

应用层,通常是无状态的(Stateless),因此高可用实现相对简单,重点在于扩展性与自愈力。

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集群化部署(Horizontal Scaling): 至少部署两个以上的实例,通过负载均衡进行分发。

健康检查(Health Check): 负载均衡器实时监测应用存活状态,自动剔除故障实例。

限流、熔断与降级:

熔断(Circuit Breaker): 当下游服务崩溃时,及时切断调用,防止雪崩。

降级(Fallback): 核心功能受损时,保证基本功能可用(如:不显示推荐位,只显示搜索)。

多可用区部署: 实例分布在不同的机房机架或数据中心。

 

中间件高可用

中间件(消息队列、缓存)作为系统的“粘合剂”,通常依赖分布式协议保障可用性。

缓存高可用(Redis):  哨兵模式(Sentinel): 自动监控主从状态并执行故障转移。

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集群模式(Cluster): 数据分片存储,无中心化架构,任何节点故障不影响整体运行。

消息队列高可用(Kafka/RocketMQ):

多副本机制: 消息写入多个 Broker,通过 Leader-Follower 选举机制。若 Leader 宕机,Follower 自动升级,确保消息不丢失且服务不中断。

 

数据层高可用

数据是系统的核心资产,高可用设计在保障可用性的同时,必须兼顾数据一致性。

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主从切换(Master-Slave): 半同步复制: 确保至少有一个从库收到数据再返回成功,防止主库宕机导致数据丢失。

自动仲裁(MHA/Orchestrator): 自动监测主库存活。一旦故障,选出最佳从库并自动修改所有应用的连接指向。

双主多活/异地多活: 最极致的方案。在两个地域同时写入数据,通过数据同步组件(如 Canal/DTS)解决冲突。

分布式数据库: 如 TiDB,原生支持三副本存储和 Raft 协议,单点故障对业务完全透明。

mikechen睿哥

10年+一线大厂架构实战经验,就职于阿里、淘宝等一线大厂,操盘多个亿级大厂核心项目。

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