冗余设计是保证系统和数据高可用的最常的手段。
对于服务来说,冗余的思想就是相同的服务部署多份,如果正在使用的服务突然挂掉的话,系统可以很快切换到备份服务上,大大减少系统的不可用时间,提高系统的可用性。
对于数据来说,冗余的思想就是相同的数据备份多份,这样就可以很简单地提高数据的安全性。
实际上,日常生活中就有非常多的冗余思想的应用。
拿我自己来说,我对于重要文件的保存方法就是冗余思想的应用。我日常所使用的重要文件都会同步一份在 GitHub 以及个人云盘上,这样就可以保证即使电脑硬盘损坏,我也可以通过 GitHub 或者个人云盘找回自己的重要文件。
高可用集群(High Availability Cluster,简称 HA Cluster)、同城灾备、异地灾备、同城多活和异地多活是冗余思想在高可用系统设计中最典型的应用。
- 高可用集群 : 同一份服务部署两份或者多份,当正在使用的服务突然挂掉的话,可以切换到另外一台服务,从而保证服务的高可用。
- 同城灾备:一整个集群可以部署在同一个机房,而同城灾备中相同服务部署在同一个城市的不同机房中。并且,备用服务不处理请求。这样可以避免机房出现意外情况比如停电、火灾。
- 异地灾备:类似于同城灾备,不同的是,相同服务部署在异地(通常距离较远,甚至是在不同的城市或者国家)的不同机房中
- 同城多活:类似于同城灾备,但备用服务可以处理请求,这样可以充分利用系统资源,提高系统的并发。
- 异地多活 : 将服务部署在异地的不同机房中,并且,它们可以同时对外提供服务。
高可用集群单纯是服务的冗余,并没有强调地域。同城灾备、异地灾备、同城多活和异地多活实现了地域上的冗余。
同城和异地的主要区别在于机房之间的距离。异地通常距离较远,甚至是在不同的城市或者国家。
和传统的灾备设计相比,同城多活和异地多活最明显的改变在于“多活”,即所有站点都是同时在对外提供服务的。异地多活是为了应对突发状况比如火灾、地震等自然或者人为灾害。
光做好冗余还不够,必须要配合上 故障转移 才可以! 所谓故障转移,简单来说就是实现不可用服务快速且自动地切换到可用服务,整个过程不需要人为干涉。
举个例子:哨兵模式的 Redis 集群中,如果 Sentinel(哨兵) 检测到 master 节点出现故障的话, 它就会帮助我们实现故障转移,自动将某一台 slave 升级为 master,确保整个 Redis 系统的可用性。整个过程完全自动,不需要人工介入。