9、高可用性设计：原理、技术与实践

高可用性设计：原理、技术与实践

1. 可用性概述

可用性可以看作是系统在给定时间段内处于运行状态的概率。更严格的定义将时间段细化到测量即时可用性的点。理解这一概念的一个简单方法是通过以下公式：
[
可用性 = \frac{正常运行时间}{正常运行时间 + 停机时间}
]

冗余可以提高系统的可用性。例如，当我们将两个可用性为 90% 的服务实例置于负载均衡器之后，可以创建一个可用性为 99% 的系统。然而，当系统以分层方式组合组件时，整体系统的可用性低于最不可用的组件。这意味着，只有提升系统中所有层的可用性，才能实现预期的可用性。否则，被忽略的层会拉低系统的整体可用性。

不同级别的可用性对应着不同的年度停机时间，如下表所示：
| 可用性 (%) | 管理级别 | 年度停机时间 | FAA 排名 |
| — | — | — | — |
| 90 | 未管理 | 5 周 | |
| 99 | 已管理 | 4 天 | ROUTINE |
| 99.9 | 良好管理 | 9 小时 | ESSENTIAL |
| 99.99 | 容错 | 1 小时 | |
| 99.999 | 高可用性 | 5 分钟 | CRITICAL |
| 99.9999 | 非常高可用性 | 30 秒 | |
| 99.99999 | 超高可用性 | 3 秒 | SAFETY CRITICAL |

在确定可用性目标时，需要考虑客户能够容忍的停机时间。如果客户能够接受每年 4 天的停机时间，追求更高的可用性可能会导致额外的成本而没有额外的回报。

2. 高可用