實(shí)現業(yè)務(wù)連續性是現代組織的首要關(guān)注點(diǎn)。停機可能會(huì )導致重大的財務(wù)影響，在某些情況下，還會(huì )導致無(wú)法恢復的數據丟失。

避免服務(wù)中斷和計劃外停機的解決方案是采用高可用性架構。

因為每個(gè)企業(yè)都高度依賴(lài)互聯(lián)網(wǎng)，所以每一分鐘都很重要。這就是公司計算機和服務(wù)器必須始終保持運行的原因。

無(wú)論您選擇容納自己的 IT 基礎架構還是選擇在數據中心托管解決方案，在設置 IT 環(huán)境時(shí)必須首先考慮高可用性。

高可用性定義

高可用架構涉及多個(gè) 組件協(xié)同工作，以確保在特定時(shí)間段內不中斷服務(wù)。這還包括對用戶(hù)請求的響應時(shí)間。也就是說(shuō)，可用的系統不僅必須在線(xiàn)，而且還必須響應。

實(shí)施能夠實(shí)現這一目標的 云計算架構 是確保關(guān)鍵應用程序和服務(wù)持續運行的關(guān)鍵。即使發(fā)生各種組件故障或系統處于高壓力下，它們也能保持在線(xiàn)并做出響應。

高度可用的系統包括在盡可能短的時(shí)間內從意外事件中恢復的能力。 通過(guò)將流程轉移到備份組件，這些系統可以最大限度地減少或消除停機時(shí)間。這通常需要持續維護、監控和初步深入測試，以確認沒(méi)有弱點(diǎn)。

高可用性環(huán)境包括帶有系統軟件的復雜服務(wù)器集群，用于持續監控系統性能。首要任務(wù)是避免計劃外的設備停機。如果某個(gè)硬件出現故障，則不得在生產(chǎn)期間導致服務(wù)完全停止。

對于大型組織而言，不間斷地保持運營(yíng)尤為重要。在這種情況下，幾分鐘的損失可能會(huì )導致聲譽(yù)、客戶(hù)和數千美元的損失。只要可用性水平不影響業(yè)務(wù)運營(yíng)，高度可用的計算機系統就允許出現故障。

高可用性基礎架構具有以下特征：

硬件冗余

軟件和應用程序冗余

數據冗余

消除單點(diǎn)故障

如何計算高可用性正常運行時(shí)間百分比？

可用性是通過(guò)特定系統在特定時(shí)期（通常是一年）內保持完全運行的時(shí)間來(lái)衡量的。

它以百分比表示。請注意，正常運行時(shí)間不一定與可用性相同。系統可能已啟動(dòng)并正在運行，但對用戶(hù)不可用。造成這種情況的原因可能是網(wǎng)絡(luò )或 負載平衡 問(wèn)題。

正常運行時(shí)間通常用五個(gè) 9 的可用性等級來(lái)表示。

如果您決定采用托管解決方案，這將 在服務(wù)水平協(xié)議 (SLA) 中定義?！耙粋€(gè)九”的等級意味著(zhù)保證的可用性為 90%。今天，大多數組織和企業(yè)至少需要“三個(gè)九”，即 99.9% 的可用性。

企業(yè)有不同的可用性需求。那些需要全年全天候運行的設備將瞄準“五個(gè)九”，即 99.999% 的正常運行時(shí)間?？雌饋?lái) 0.1% 并沒(méi)有太大的區別。但是，當您將其轉換為小時(shí)和分鐘時(shí)，這些數字很重要。

如何實(shí)現高可用性

希望實(shí)施高可用性解決方案的企業(yè)需要了解系統獲得高可用性所需的多個(gè)組件和要求。為確保業(yè)務(wù)連續性和可操作性，關(guān)鍵應用程序和服務(wù)需要全天候運行。實(shí)現高可用性的最佳實(shí)踐涉及需要滿(mǎn)足的某些條件。以下是實(shí)現 99.999% 可靠性和正常運行時(shí)間的 4 個(gè)步驟。

1. 消除單點(diǎn)故障高可用性與冗余

高可用性系統的關(guān)鍵要素是通過(guò)在所有級別上實(shí)現冗余來(lái)消除單點(diǎn)故障 。無(wú)論是自然災害、硬件還是電源故障，IT 基礎設施都必須有備用組件來(lái)替換故障系統。

存在不同級別的組件冗余。其中最常見(jiàn)的是：

N+1 模型 包括保持系統正常運行所需的設備數量（稱(chēng)為“N”）。 萬(wàn)一發(fā)生故障，每個(gè)組件都有一個(gè)獨立的備份 組件。一個(gè)例子是為應用服務(wù)器使用額外的電源，但這可以是任何其他 IT 組件。該模型通常是主動(dòng)/被動(dòng)的。備份組件處于待命狀態(tài)，等待發(fā)生故障時(shí)接管。N+1 冗余也可以是主動(dòng)/主動(dòng)的。在這種情況下，即使主要組件正常運行，備用組件也能正常工作。請注意，N+1 模型并不是一個(gè)完全冗余的系統。

N+2 模型 類(lèi)似于 N+1。不同之處在于該系統將能夠承受兩個(gè)相同組件的故障。這應該足以讓大多數組織保持正常運轉。

2N 模型 包含雙倍數量的運行系統所需的每個(gè)單獨組件。該模型的優(yōu)點(diǎn)是您不必考慮是否存在單個(gè)組件或整個(gè)系統的故障。您可以將操作完全移至備份組件。

2N+1 型號 提供與 2N 相同級別的可用性和冗余，并添加了另一個(gè)組件以改進(jìn)保護。

最終的冗余是通過(guò)地理冗余來(lái)實(shí)現的。

這是應對自然災害和其他完全停電事件的唯一機制。在這種情況下，服務(wù)器分布在不同區域的多個(gè)位置。

這些站點(diǎn)應放置在不同的城市、國家甚至大洲。這樣，它們就完全獨立了。如果一個(gè)地方發(fā)生災難性故障，另一個(gè)地方將能夠接手并保持業(yè)務(wù)運行。

這種類(lèi)型的冗余往往非常昂貴。最明智的決定是從數據中心遍布全球的供應商那里尋求托管解決方案。

除了停電，網(wǎng)絡(luò )故障是導致業(yè)務(wù)停機的最常見(jiàn)原因之一。

出于這個(gè)原因，網(wǎng)絡(luò )的設計必須使其保持 24/7/365 全天候運行。為了實(shí)現 100% 的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)正常運行時(shí)間，必須有備用網(wǎng)絡(luò )路徑。他們每個(gè)人都應該有冗余的企業(yè)級交換機和路由器。

2.數據備份與恢復

數據安全是每個(gè)企業(yè)最關(guān)心的問(wèn)題之一。高可用性系統必須有完善的數據保護和 災難恢復計劃。

絕對必須有適當的備份。另一個(gè)關(guān)鍵是在數據快速丟失、損壞或完全存儲故障的情況下恢復的能力。如果您的業(yè)務(wù)需要較低的 RTO 和 RPO ，并且您無(wú)法承受丟失數據的后果，那么可以考慮的最佳選擇是使用 數據復制。有許多備份計劃可供選擇，具體取決于您的業(yè)務(wù)規模、要求和預算。

數據備份和復制與 IT 高可用性齊頭并進(jìn)。兩者都應該仔細計劃。在冗余基礎架構上創(chuàng )建完整備份對于確保數據彈性至關(guān)重要，不容忽視。

3. 帶故障檢測的自動(dòng)故障轉移

在高度可用的冗余 IT 基礎架構中，系統需要在發(fā)生故障時(shí)立即將請求重定向到備份系統。這稱(chēng)為 故障轉移。早期故障檢測對于縮短故障轉移時(shí)間和確保最大系統可用性至關(guān)重要。

我們推薦的高可用性軟件解決方案之一是 Carbonite Availability。它適用于任何基礎設施，無(wú)論是虛擬的還是物理的。

如需快速靈活的基于云的基礎架構故障轉移和故障恢復，您可以求助于 Cloud Replication for Veeam。故障轉移過(guò)程適用于整個(gè)系統或其可能發(fā)生故障的任何部分。每當組件發(fā)生故障或 Web 服務(wù)器停止響應時(shí)，故障轉移必須是 無(wú)縫 的并且是實(shí)時(shí)發(fā)生的。

該過(guò)程如下所示：

機器 1 及其克隆 機器 2 ，通常 稱(chēng)為 熱備用。

機器 2 持續監控 機器 1 的狀態(tài)以發(fā)現任何問(wèn)題。

機器 1 遇到問(wèn)題。由于多種原因，它失敗或關(guān)閉。

機器 2 自動(dòng)聯(lián)機?，F在，每個(gè)請求都被路由到 Machine 2 而不是 Machine 1。這對最終用戶(hù)沒(méi)有任何影響。他們甚至不知道Machine 1有任何問(wèn)題 。

修復故障組件的問(wèn)題后， 機器 1 和 機器 2 恢復其初始角色

故障轉移過(guò)程的持續時(shí)間取決于系統的復雜程度。在許多情況下，這將需要幾分鐘。但是，它也可能需要幾個(gè)小時(shí)。

規劃高可用性必須基于所有這些考慮，以提供最佳結果。每個(gè)系統組件都需要符合實(shí)現 99.999% 可用性和縮短故障轉移時(shí)間的最終目標。

4.負載均衡

負載均衡器可以是硬件設備或軟件解決方案。其目的是跨多個(gè)服務(wù)器和組件分發(fā)應用程序或網(wǎng)絡(luò )流量。目標是 提高整體運行性能和可靠性。

它通過(guò)有效管理負載和持續監控后端服務(wù)器的運行狀況來(lái)優(yōu)化計算和網(wǎng)絡(luò )資源的使用。

負載均衡器如何決定選擇哪個(gè)服務(wù)器？

許多不同的方法可用于跨服務(wù)器池分配負載。為您的工作負載選擇一種將取決于多種因素。其中一些包括所服務(wù)的應用程序類(lèi)型、網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)和后端服務(wù)器的狀態(tài)。負載均衡器根據當前傳入請求的數量決定使用哪種算法。

一些最常見(jiàn)的負載平衡算法是：

循環(huán)賽。 使用循環(huán)，負載平衡器將請求定向到第一臺服務(wù)器。它將向下移動(dòng)列表到最后一個(gè)，然后從頭開(kāi)始。該方法易于實(shí)現，應用廣泛。但是，它沒(méi)有考慮服務(wù)器是否具有不同的硬件配置以及它們是否可以更快地過(guò)載。

最少的連接。 在這種情況下，負載均衡器將選擇活動(dòng)連接數最少的服務(wù)器。當請求進(jìn)來(lái)時(shí)，負載均衡器不會(huì )像輪詢(xún)那樣為列表中的下一個(gè)服務(wù)器分配連接。相反，它將尋找當前連接最少的一個(gè)。在會(huì )話(huà)持續很長(cháng)時(shí)間的情況下，最少連接方法對于避免 Web 服務(wù)器過(guò)載特別有用。

源 IP 哈希。 這個(gè)算法會(huì )根據請求的源IP地址來(lái)決定選擇哪個(gè)服務(wù)器。負載均衡器使用源 IP 地址和目標 IP 地址創(chuàng )建唯一的哈希鍵。這樣的密鑰使其始終能夠將用戶(hù)的請求定向到同一服務(wù)器。

負載均衡器確實(shí)在實(shí)現高可用性基礎架構方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。但是，僅僅擁有一個(gè)負載均衡器并不意味著(zhù)您擁有很高的系統可用性。

如果具有負載均衡器的配置僅路由流量以減少單臺機器上的負載，則不會(huì )使系統具有高可用性。

通過(guò)為負載均衡器本身實(shí)現冗余，您可以將其作為單點(diǎn)故障消除。

如果您選擇這種類(lèi)型的云計算服務(wù)，那么保持高可用性是 DBaaS 提供商可以為您管理的任務(wù)之一。了解有關(guān) 數據庫即服務(wù)的更多信息。

最后：實(shí)施高可用性架構

無(wú)論您經(jīng)營(yíng)何種規模和類(lèi)型的業(yè)務(wù)，如果沒(méi)有 云災難恢復解決方案，任何類(lèi)型的服務(wù)停機都可能代價(jià)高昂。

更糟糕的是，它可能會(huì )對您的聲譽(yù)造成永久性損害。通過(guò)應用上面列出的一系列最佳實(shí)踐，您可以降低丟失數據的風(fēng)險。您還可以最大限度地減少出現生產(chǎn)環(huán)境問(wèn)題的可能性。

如果沒(méi)有高可用性系統，您離線(xiàn)的機會(huì )會(huì )更高。

從這個(gè)角度來(lái)看，停機成本大大超過(guò)了精心設計的 IT 基礎架構的成本。近年來(lái)，托管和云計算解決方案比內部解決方案支持更受歡迎。這樣做的主要原因是它 降低了 IT 成本 并增加了更多的靈活性。

無(wú)論您選擇哪種解決方案，高可用性系統的好處是多方面的：

您可以節省金錢(qián)和時(shí)間，因為無(wú)需重建因存儲或其他系統故障而丟失的數據。在某些情況下，中斷后無(wú)法恢復您的數據。這可能會(huì )對您的業(yè)務(wù)造成災難性的影響。

更少的停機時(shí)間意味著(zhù)對用戶(hù)和客戶(hù)的影響更小。如果您的可用性以五個(gè)九來(lái)衡量，這意味著(zhù)幾乎沒(méi)有服務(wù)中斷。這可以提高員工的生產(chǎn)力并保證客戶(hù)滿(mǎn)意度。

您的應用程序和服務(wù)的性能將得到改善。

如果您因服務(wù)器問(wèn)題不符合合同 SLA，您將避免罰款和處罰。