Garantía de alta disponibilidad empresarial: arquitectura remota multiactiva

Ya sea una arquitectura informática de alta disponibilidad o una arquitectura de almacenamiento de alta disponibilidad, su propósito de diseño esencial es resolver el escenario de falla parcial del servidor, cómo garantizar que el sistema pueda continuar brindando servicios. Pero en algunos escenarios extremos, todos los servidores pueden fallar. Por ejemplo, los típicos cortes de corriente de una sala de ordenadores, incendios de salas de ordenadores, terremotos, inundaciones... Estas situaciones extremas harán que todos los servidores de un determinado sistema fallen, o se paralice el negocio en su conjunto, y aunque existan copias de seguridad en otras regiones, todos los sistemas comerciales de respaldo se restaurarán a la capacidad. Tomará mucho tiempo proporcionar servicios normalmente. Además, el sistema de copia de seguridad no suele proporcionar servicios externos y puede haber muchos problemas ocultos que no se han descubierto. Si la empresa espera que, incluso en el caso de una falla tan catastrófica, la empresa no se vea afectada o se pueda recuperar rápidamente en unos minutos, entonces es necesario diseñar una arquitectura multiactiva remota.

Escenario de aplicación

Como su nombre lo indica, los puntos clave de la arquitectura multiactiva fuera del sitio son fuera del sitio y multiactivo, entre los cuales fuera del sitio se refiere a diferentes ubicaciones geográficas, similar a "no poner todos los huevos en la misma canasta". "; multi-activo se refiere a sistemas en diferentes ubicaciones geográficas. Ambos pueden proporcionar servicios comerciales, y "en vivo" aquí significa activo y activo. Para juzgar si un sistema es elegible para multi-live en diferentes lugares, se deben cumplir dos criterios:

En circunstancias normales, los usuarios pueden obtener los servicios comerciales correctos sin importar el sistema comercial que visiten.
Cuando el negocio en un lugar determinado es anormal, el usuario puede acceder al sistema comercial normal en otros lugares y obtener el servicio comercial correcto.

Correspondiente a "en vivo" es la palabra "preparación", que significa copia de seguridad. En circunstancias normales, no se proporcionan servicios externos. Si se requieren servicios, se requieren muchas intervenciones y operaciones manuales, y se necesita mucho tiempo para realizarlos. "preparación" Conviértete en "vivo". Simplemente a juzgar por la descripción de multiactivo en diferentes lugares, multiactivo en diferentes lugares es muy poderoso, lo que puede garantizar que el negocio no se vea afectado en caso de un desastre. ¿Significa eso que no importa cuál sea el negocio, tenemos que implementar la arquitectura remota multiactiva? De hecho, este no es el caso, porque la implementación de arquitectura multiactiva en diferentes lugares no es gratuita, por el contrario, es muy costosa, específicamente de la siguiente manera:

La complejidad del sistema cambiará cualitativamente, requiriendo el diseño de una arquitectura multiactiva remota compleja.
El costo aumentará, después de todo, es necesario construir un conjunto independiente de sistemas comerciales en una o más salas de computadoras.
Por lo tanto, aunque la función multiactivo en diferentes lugares es muy poderosa, no todas las empresas necesitan trabajar en diferentes lugares, pase lo que pase. Por supuesto, si la escala del negocio es grande, es mejor hacer más trabajo en diferentes lugares si es posible. En primer lugar, esto puede proporcionar a los usuarios una mejor experiencia en escenarios anormales; en segundo lugar, una gran escala comercial definitivamente estará acompañada de ingresos derivados, como ingresos por publicidad, y múltiples actividades en vivo en diferentes lugares pueden reducir la pérdida de ingresos causada por situaciones anormales. escenarios.

patrón arquitectónico

Dividida según la distancia geográfica, la arquitectura multiactiva en diferentes lugares se puede dividir en diferentes regiones en la misma ciudad, diferentes ciudades y diferentes lugares, y transnacionales y diferentes lugares.

Distintos distritos en la misma ciudad

Diferentes distritos en la misma ciudad se refieren a la implementación de servicios en varias salas de computadoras en diferentes distritos de la misma ciudad. Por ejemplo, implemente dos salas de computadoras en Beijing, una en el distrito de Haidian y otra en el distrito de Tongzhou, y luego conecte las dos salas de computadoras con una red de alta velocidad dedicada.

La distancia entre dos salas de computadoras en la misma ciudad es generalmente de decenas de kilómetros.Al construir una red de alta velocidad, las dos salas de computadoras en diferentes áreas de la misma ciudad pueden lograr casi la misma velocidad de transmisión de red que en la misma sala de computadoras. Esto quiere decir que aunque existan dos salas de ordenadores en diferentes ubicaciones geográficas, lógicamente podemos considerarlas como una misma sala de ordenadores.Este diseño reduce mucho la complejidad, reduce la complejidad y el coste del diseño e implementación de multiactivos en diferentes lugares.

Entonces, si se adopta la estructura de la misma ciudad y diferentes distritos, ¿qué debemos hacer en caso de un desastre como la inundación de Nueva Orleans? Desafortunadamente, la respuesta es que no se puede hacer nada. Pero lo que debemos considerar es que la probabilidad de tales desastres extremos es relativamente baja y puede ocurrir solo una vez en unos pocos años o más de diez años. En segundo lugar, además de tales desastres, problemas como incendios en la sala de computadoras, cortes de energía en la sala de computadoras y fallas del aire acondicionado en la sala de computadoras tienen una mayor probabilidad de ocurrencia y son igualmente destructivos. Y estos escenarios de falla pueden ser bien resueltos por la arquitectura de la misma ciudad y diferentes regiones. Por lo tanto, considerando la complejidad, el costo y la probabilidad de falla, la estructura óptima para tratar las fallas a nivel de sala de cómputo es la misma ciudad y diferentes distritos.

ciudad cruzada

El control remoto entre ciudades se refiere a la implementación comercial en múltiples salas de computadoras en diferentes ciudades, y la distancia debe ser más lejana. Por ejemplo, el negocio se implementa en dos salas de computadoras en Beijing y Guangzhou en lugar de dos salas de computadoras en Guangzhou y Shenzhen.

¿Por qué necesitamos enfatizar la distancia entre ciudades y diferentes lugares? Cuando presenté la estructura de la misma ciudad y diferentes distritos anteriormente, mencioné que la misma ciudad y diferentes distritos no pueden resolver el problema de las inundaciones de Nueva Orleans, y que las dos ciudades están demasiado cerca para lidiar con el problema de los cortes de energía como el Estados Unidos y Canadá El propósito de cruzar ciudades y diferentes lugares es en realidad resolver Estos dos tipos de problemas requieren una distancia relativamente larga para enfrentar desastres tan extremos de manera efectiva.

Aunque la ciudad cruzada y diferentes lugares pueden lidiar efectivamente con desastres extremos, la "distancia más larga" no es solo un cambio en el número de distancias, sino que los cambios cuantitativos han causado cambios cualitativos, lo que ha aumentado en gran medida la complejidad de la ciudad cruzada y Arquitectura de diferentes lugares. El principal problema que trae el aumento de la distancia es que la velocidad de transmisión de la red de las dos salas de computación disminuirá, esto no se debe a la voluntad humana, sino que está determinado por las leyes de la física, es decir, la velocidad de la luz en el vacío. es de aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo.La velocidad de transmisión en China es de aproximadamente 200.000 kilómetros por segundo, además del procesamiento de varios dispositivos de red en transmisión, la velocidad real está lejos de la velocidad teórica.

Además de la limitación de distancia, también hay muchos factores incontrolables en la transmisión intermedia. Por ejemplo, las excavadoras desenterraron fibras ópticas, los cables submarinos chino-estadounidenses fueron arrancados por remolcadores y fallas en la red troncal. Muchas de estas líneas son mantenidas por terceros, y somos impotentes e impredecibles con respecto a las fallas. Por ejemplo, desde la sala de computadoras en Guangzhou hasta la sala de computadoras en Beijing, el RTT es de aproximadamente 50 milisegundos en circunstancias normales. En caso de fluctuaciones en la red, el RTT puede dispararse a 500 milisegundos o incluso 1 segundo, sin mencionar la línea frecuente problema de pérdida de paquetes, el retraso Puede ser de unos segundos o decenas de segundos.

Aunque los problemas descritos anteriormente teóricamente se pueden encontrar en diferentes distritos de la misma ciudad, la probabilidad de que ocurra el problema será mucho menor debido a la corta distancia entre los diferentes distritos de la misma ciudad y al menor número de líneas y equipos que pasan. Además, la distancia entre diferentes distritos en la misma ciudad es corta, incluso si se construyen múltiples canales de interconexión, el costo no será demasiado alto, pero si la distancia entre ciudades y diferentes distritos es demasiado grande, el costo de construir o usar múltiples -Los canales serán mucho más altos.

El retraso en la transmisión de la red causado por la larga distancia entre ciudades y diferentes lugares ha traído complejidad al diseño de la arquitectura multiactiva en diferentes lugares.Si se quiere lograr la multiactividad en el verdadero sentido, el sistema comercial debe considerar dos salas de computadoras. desplegados en diferentes ubicaciones En el caso de inconsistencia de datos a corto plazo, los servicios aún se pueden proporcionar normalmente. Esto introduce un punto aparentemente contradictorio: el negocio de la inconsistencia de datos definitivamente no será normal, pero entre ciudades y diferentes lugares definitivamente conducirán a la inconsistencia de datos.

¿Cómo resolver este problema? El foco sigue estando en los "datos", es decir, en hacer distintas arquitecturas según las características de los datos. Si se trata de datos que requieren una gran consistencia, como saldos de depósitos bancarios, saldos de Alipay, etc., este tipo de datos en realidad no puede lograr más actividades en ciudades y diferentes lugares. Veamos un ejemplo hipotético. Supongamos que estamos haciendo un negocio de finanzas de Internet, y el saldo del usuario admite múltiples actividades en ciudades y diferentes lugares. Nuestros sistemas se implementan en Guangzhou y Beijing respectivamente. Luego, si la excavadora corta el cable óptico, lo siguiente aparecerá el escenario:

El usuario A tiene un saldo de 10.000 yuanes, que son los mismos datos en las salas de informática de Beijing y Guangzhou.
El usuario A transfiere 5.000 yuanes al usuario B. Esta operación se completa en la sala de computadoras de Guangzhou. Después de la finalización, el saldo del usuario A en la sala de computadoras de Guangzhou es de 5.000 yuanes.
El usuario A va a la sala de computadoras en Guangzhou para ver, ¿por qué todavía hay 5000 yuanes en el saldo? Así que rápidamente inició otra transferencia, transfiriendo 5000 yuanes al usuario D; en ese momento, el saldo del usuario A en la sala de computadoras de Guangzhou también se convirtió en 0.
Al final, el usuario A, que originalmente tenía un saldo de 10 000 yuanes, transfirió 20 000 yuanes a otros usuarios.
Para el escenario hipotético anterior, aunque es difícil para los usuarios comunes operar libremente de esta manera, si realmente se hace, las consecuencias serán inimaginables después de ser descubierto por los piratas informáticos. Debido a esto, Alipay y otros sistemas relacionados con las finanzas generalmente no adoptan una estructura multiactiva entre ciudades y diferentes regiones para datos como saldos, sino que solo pueden usar la estructura de la misma ciudad y diferentes distritos.

Para las empresas que no requieren una alta consistencia de los datos, o que no cambian mucho, o que no tienen mucho impacto, incluso si se pierden los datos, el trabajo remoto y entre ciudades puede resultar útil. Por ejemplo, los usuarios inician sesión (el usuario puede iniciar sesión nuevamente cuando los datos son inconsistentes), sitios web de noticias (los datos de noticias cambian menos en un día), sitios web de microblogs (perder los microblogs o los comentarios publicados por el usuario tiene poco impacto), estas empresas usan Live en diferentes lugares de las ciudades, lo que puede hacer frente a escenarios de desastres extremos.

Multinacional

El control remoto transfronterizo se refiere a la implementación comercial en múltiples salas de computadoras en diferentes países. En comparación con la ciudad y los diferentes lugares, la distancia entre la frontera y los diferentes lugares es mayor, por lo que el retraso de la sincronización de datos será mayor, que puede ser de unos segundos en circunstancias normales. Este nivel de demora ya no puede cumplir con el primer elemento del estándar multiactivo fuera del sitio: "En circunstancias normales, sin importar qué ubicación visite el usuario del sistema comercial, el usuario puede obtener el servicio comercial correcto". Por ejemplo, supongamos que existe un sitio web de microblog con salas de informática en Shanghái, China y Nueva York, Estados Unidos. El usuario A publica un Weibo en la sala de informática de Shanghái. Si uno de sus seguidores, el usuario B, visita la sala de informática , es muy probable que no puedas ver el Weibo que acaba de publicar el usuario A. Aunque habrá tales problemas de retraso de sincronización entre ciudades y diferentes lugares, en circunstancias normales, el retraso de decenas de milisegundos es básicamente imperceptible para los usuarios, y el retraso es más evidente cuando llega a unos pocos segundos.

Por lo tanto, el significado real de "vivir más" a través de fronteras y lugares diferentes no es exactamente el mismo que "vivir más" a través de ciudades y lugares. Los principales escenarios de aplicación de actividades múltiples entre regiones generalmente incluyen las siguientes situaciones:

1. Proporcionar servicios para usuarios en diferentes regiones.
Por ejemplo, Amazon China atiende a usuarios chinos, mientras que Amazon EE. UU. atiende a usuarios estadounidenses. Si los usuarios de Amazon China visitan Amazon EE. UU., no pueden iniciar sesión en Amazon EE. UU. con su cuenta de Amazon China.
2. Haga más por los servicios de solo lectura.
Por ejemplo, el negocio de búsqueda de Google, porque cuando los usuarios buscan información, estos materiales ya existen en el motor de búsqueda de Google. Ya sea que visiten Google en el Reino Unido o Google en los Estados Unidos, los resultados de la búsqueda son básicamente lo mismo Y para los usuarios, no hay necesidad de buscar la información más reciente en tiempo real, y el retraso de la red de unos segundos en diferentes lugares en todos los países no tiene efecto en los resultados de búsqueda.

Aprendiendo Arquitectura desde Cero——Arquitectura de Actividades Múltiples en Diferentes Lugares