一文聊聊高可用的“異地多活”架構(gòu)設(shè)計(jì)
前言
高可用
1、高可用的一些解決方案
冷備 雙機(jī)熱備 同城雙活 異地雙活 異地多活
冷備
簡(jiǎn)單
快速備份（相對(duì)于其他備份方式）
快速恢復(fù)。只需要將備份文件拷貝回工作目錄即完成恢復(fù)過(guò)程（亦或者修改數(shù)據(jù)庫(kù)的配置，直接將備份的目錄修改為數(shù)據(jù)庫(kù)工作目錄）。更甚，通過(guò)兩次mv命令就可瞬間完成恢復(fù)。
可以按照時(shí)間點(diǎn)恢復(fù)。比如，幾天前發(fā)生的拼多多優(yōu)惠券漏洞被人刷掉很多錢(qián)，可以根據(jù)前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行還原，“挽回?fù)p失”。
服務(wù)需要停機(jī)。n個(gè)9肯定無(wú)法做到了。然后，以前我們的停機(jī)冷備是在凌晨沒(méi)有人使用的時(shí)候進(jìn)行，但是現(xiàn)在很多的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)是面向全球了，所以，任何時(shí)候都是有人在使用的。 數(shù)據(jù)丟失。如果不采取措施，那么在完成了數(shù)據(jù)恢復(fù)后，備份時(shí)間點(diǎn)到還原時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)會(huì)丟失。傳統(tǒng)的做法，是冷備還原以后，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)日志手動(dòng)恢復(fù)數(shù)據(jù)。比如通過(guò) redo日志，更甚者，我還曾經(jīng)通過(guò)業(yè)務(wù)日志去手動(dòng)回放請(qǐng)求恢復(fù)數(shù)據(jù)。恢復(fù)是極大的體力活，錯(cuò)誤率高，恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。 冷備是全量備份。全量備份會(huì)造成磁盤(pán)空間浪費(fèi)，以及容量不足的問(wèn)題，只能通過(guò)將備份拷貝到其他移動(dòng)設(shè)備上解決。所以，整個(gè)備份過(guò)程的時(shí)間其實(shí)更長(zhǎng)了。 想象一下每天拷貝幾個(gè)T的數(shù)據(jù)到移動(dòng)硬盤(pán)上，需要多少移動(dòng)硬盤(pán)和時(shí)間。并且，全量備份是無(wú)法定制化的，比如只備份某一些表，是無(wú)法做到的。
雙機(jī)熱備
熱備，和冷備比起來(lái)，主要的差別是不用停機(jī)，一邊備份一邊提供服務(wù)。但還原的時(shí)候還是需要停機(jī)的。由于我們討論的是和存儲(chǔ)相關(guān)的，所以不將共享磁盤(pán)的方式看作雙機(jī)熱備。
Active/Standby模式
相當(dāng)于1主1從，主節(jié)點(diǎn)對(duì)外提供服務(wù)，從節(jié)點(diǎn)作為backup。通過(guò)一些手段將數(shù)據(jù)從主節(jié)點(diǎn)同步到從節(jié)點(diǎn)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，將從節(jié)點(diǎn)設(shè)置為工作節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)同步的方式可以是偏軟件層面，也可以是偏硬件層面的。偏軟件層面的，比如mysql的master/slave方式，通過(guò)同步binlog的方式；sqlserver的訂閱復(fù)制方式。偏硬件層面，通過(guò)扇區(qū)和磁盤(pán)的攔截等鏡像技術(shù)，將數(shù)據(jù)拷貝到另外的磁盤(pán)。偏硬件的方式，也被叫做數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備；偏軟件的，被叫做應(yīng)用級(jí)災(zāi)備。后文談得更多的是應(yīng)用級(jí)災(zāi)備。
雙機(jī)互備
本質(zhì)上還是Active/Standby，只是互為主從而已。雙機(jī)互備并不能工作于同一個(gè)業(yè)務(wù)，只是在服務(wù)器角度來(lái)看，更好的壓榨了可用的資源。比如，兩個(gè)業(yè)務(wù)分別有庫(kù)A和B，通過(guò)兩個(gè)機(jī)器P和Q進(jìn)行部署。那么對(duì)于A業(yè)務(wù)，P主Q從，對(duì)于B業(yè)務(wù)，Q主P從。整體上看起來(lái)是兩個(gè)機(jī)器互為主備。這種架構(gòu)下，讀寫(xiě)分離是很好的，單寫(xiě)多讀，減少?zèng)_突又提高了效率。
其他的高可用方案還可以參考各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的多種部署模式，比如mysql的主從、雙主多從、MHA；redis 的主從，哨兵，cluster 等等。
同城雙活
前面講到的幾種方案，基本都是在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行的。業(yè)務(wù)發(fā)展到后面，有了同城多活的方案。和前面比起來(lái)，不信任的粒度從機(jī)器轉(zhuǎn)為了機(jī)房。這種方案可以解決某個(gè)IDC機(jī)房整體掛掉的情況（停電，斷網(wǎng)等）。
同城雙活其實(shí)和前文提到的雙機(jī)熱備沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只是“距離”更遠(yuǎn)了，基本上還是一樣（同城專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)速還是很快的）。雙機(jī)熱備提供了災(zāi)備能力，雙機(jī)互備避免了過(guò)多的資源浪費(fèi)。
在程序代碼的輔助下，有的業(yè)務(wù)還可以做到真正的雙活，即同一個(gè)業(yè)務(wù)，雙主，同時(shí)提供讀寫(xiě)，只要處理好沖突的問(wèn)題即可。需要注意的是，并不是所有的業(yè)務(wù)都能做到。
業(yè)界更多采用的是兩地三中心的做法。遠(yuǎn)端的備份機(jī)房能更大的提供災(zāi)備能力，能更好的抵抗地震，恐襲等情況。雙活的機(jī)器必須部署到同城，距離更遠(yuǎn)的城市作為災(zāi)備機(jī)房。災(zāi)備機(jī)房是不對(duì)外提供服務(wù)的，只作為備份使用，發(fā)生故障了才切流量到災(zāi)備機(jī)房；或者是只作為數(shù)據(jù)備份。原因主要在于：距離太遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)延遲太大。
如上圖，用戶(hù)流量通過(guò)負(fù)載均衡，將服務(wù)A的流量發(fā)送到IDC1，服務(wù)器集A；將服務(wù)B的流量發(fā)送到IDC2，服務(wù)器B；同時(shí)，服務(wù)器集a和b分別從A和B進(jìn)行同城專(zhuān)線(xiàn)的數(shù)據(jù)同步，并且通過(guò)長(zhǎng)距離的異地專(zhuān)線(xiàn)往IDC3進(jìn)行同步。當(dāng)任何一個(gè)IDC當(dāng)機(jī)時(shí)，將所有流量切到同城的另一個(gè)IDC機(jī)房，完成了failover。
當(dāng)城市1發(fā)生大面積故障時(shí)，比如發(fā)生地震導(dǎo)致IDC1和2同時(shí)停止工作，則數(shù)據(jù)在IDC3得以保全。同時(shí)，如果負(fù)載均衡仍然有效，也可以將流量全部轉(zhuǎn)發(fā)到IDC3中。不過(guò)，此時(shí)IDC3機(jī)房的距離非常遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)延遲變得很?chē)?yán)重，通常用戶(hù)的體驗(yàn)的會(huì)受到嚴(yán)重影響的。
3、異地雙活
對(duì)于個(gè)別一致性要求很高的應(yīng)用，我們提供了一種強(qiáng)一致的方案（Global Zone），Globa Zone是一種跨機(jī)房的讀寫(xiě)分離機(jī)制，所有的寫(xiě)操作被定向到一個(gè) Master 機(jī)房進(jìn)行，以保證一致性，讀操作可以在每個(gè)機(jī)房的 Slave庫(kù)執(zhí)行，也可以 bind 到 Master 機(jī)房進(jìn)行，這一切都基于我們的數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)層（DAL）完成，業(yè)務(wù)基本無(wú)感知。 ——《餓了么異地多活技術(shù)實(shí)現(xiàn)（一）總體介紹》
異地多活
