高可用性 高可用性的几个级别

本文转载自流行云计算中的刘超，微信官方账号

大家常说高可用性和高可用性，但说到这个词，具体指的是什么方案？

第1级:容错双击热备用

通过创建与主实例保持虚拟同步的虚拟机，即使服务器出现故障，应用程序也可以持续可用。

该方法通常通过使主虚拟机和辅助虚拟机以相同的顺序执行x86指令来完成该过程。所有输入和事件都由主虚拟机捕获，并在辅助虚拟机上重播。

辅助虚拟机执行与主虚拟机相同的指令序列。如果运行主虚拟机的主机或运行辅助虚拟机的主机出现故障，将立即进行透明的故障切换。

FT功能虽然很强大，但很少用于虚拟化。一是严重浪费资源；其次，它的性能迅速下降。因为是指令级同步，两个虚拟机之间的距离很近，不能完全达到容灾的目的；第三，如果主虚拟机执行非法指令，辅助虚拟机会立即发生，根本无法保证业务连续性。

第2级:虚拟机高可用性

虚拟机HA主要是指当存在共享存储池时，物理机上的一个虚拟机可以迁移到其他物理机上的机制。

因为虚拟机是有状态的，所以需要共享存储池来确保该状态可以被另一个物理机器读取。

在HA状态下，虚拟机的恢复时间一般以秒为单位，即监控检测到物理机挂机后，可以在空空闲的物理机上快速启动虚拟机。

启动HA的物理机集群可以更大，可以跨机架，比FT更能达到容灾的目的。

第三层:双生同城

如果一个机架，或者整个机房，甚至整个数据中心起火，如何保证业务的连续性？

常用的机制是同城双活动，即在同一个城市，两个相距约30公里至100公里的数据中心之间，通过高速专线互联的方式，形成两层网络。

最重要的是如何将数据从一个数据中心同步到另一个数据中心，当一个数据中心出现故障时，它可以切换存储设备，以确保状态可以快速切换到另一个数据中心。主流存储厂商都在高速光纤互联的情况下提供一定距离内两个存储设备的近实时同步，数据主动-主动是所有主动-主动的基础。

基于双数据中心的数据同步，似乎可以形成一个统一的存储池，让数据库层在共享存储池时可以近乎实时的切换，比如Oracle RAC。

在统一存储池的条件下，虚拟机也可以实现跨机房的HA，从一个机房切换到另一个机房。

SLB负载平衡实现了同一机房内虚拟机之间的负载平衡。

GSLB可以实现跨机房负载平衡和切换外部接入。

如果两个数据中心之间的距离非常近，并且第二层是可访问的，则还可以使用VRRP协议通过VIP模式切换外部访问。

一般号称是同城实时切换，但实际实施的时候，一般需要几分钟到十分钟，对于大量的数据，需要几十分钟。

第四级:异地容灾

当你觉得一个地方的两个数据中心还是不安全的时候，比如海啸，地震，原子弹，你可以在不同的地方建立容灾的数据中心。

第一大问题是数据问题，即如何将生产数据中心的数据备份到容灾数据中心。由于异地距离远，不可能采用双工一样的近同步方式，只能通过异步方式同步。也可以预见，当容灾切换发生时，一些数据会丢失。

因为平时不使用容灾数据中心，所以不会说所有业务都容灾，否则成本太高。

对于数据问题，建议从业务层面进行容灾。因为数据同步会比较慢，重要数据可以根据业务需求高优先级同步，容灾级别越高越好。

例如，如果一些用户根本不想担心它，就使用存储级别的异步复制。就存储设备而言，无法区分哪些虚拟机重要，哪些不重要。复制完全按照块进行，很有可能先复制不重要的虚拟机。

如果用户想要区分虚拟机，可以在虚拟机级别使用异步复制。如果用户知道哪些虚拟机更重要，哪些不重要，可以先同步重要的虚拟机。

如果用户能够根据业务层在更精细的粒度上区分哪些数据对业务很重要，哪些数据对业务不重要。

在异地容灾的情况下，平时可以进行容灾演练，看看容灾数据中心是否真的能工作。不要长期容忍灾难，真正用上的时候就掉链子了。

因为是异地，容灾切换的时间一般在小时级别，从几个小时不等。

第5级:异地备份

备份是一种比容灾更灵活的方式。与容灾不同，虚拟机的资源需要时刻准备好。当需要切换时，会立即使用。数据和虚拟机还是热数据。而备份更多的是以冷数据的形式，将虚拟机镜像和数据库镜像转化为文件存储在更便宜的存储上，成本比容灾低很多。

存储可以是专门用于备份的存储设备，也可以使用对象存储等大容量低成本的存储。

备份通常区分完全备份和差异备份。一般在重要的时间点保存完整备份，然后保存差异备份一段时间，再进行完整备份和差异备份。

备份恢复的过程从最新的完全备份开始，逐渐补上差异备份，以达到最接近最终状态的数据。

一旦使用备份，就意味着环境完全没有了，需要重新准备环境来运行虚拟机和存储，所以恢复时间以天为单位。

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