云上搭建高性能和高可用的架构

云上搭建高性能和高可用的架构

2017-12-20

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云上架构的概述

在云上搭建架构的时候，需要从以下五点来进行考虑：

• 弹性：架构能够根据系统的需求进行弹性的伸缩；
• 可用：要能够保证系统运行的连续性，避免出现业务中断的情况；
• 性能：要确保系统能够高效、快速地响应用户的请求；
• 安全：能够保证云上系统的安全，以防止被黑客攻击；
• 可管理性：搭建的架构能够便于后续的管理，节省管理的时间和成本；

传统架构和云上架构的设计方法是有明显不同，主要包括：

• 传统架构：解决有、无的问题，相对厚重，不连续
• 云上架构：解决多、快、好、省的问题，相对轻便，平滑

云上的高性能架构

性能是非功能需求，描述了系统传递服务的实时性：

• 狭义的性能指运行速度的快慢；
• 广义的性能涉及很多内容，如功耗、利用率、性能价格比、速度等；

不同视角看到的性能也是不同的：

高性能架构设计的基本步骤是：性能目标->分析问题->解决问题->性能评估

1.性能目标：制定性能的目标

2.分析问题：分析系统中有哪些问题会影响性能目标的实现

3.解决问题：从硬件和架构两个层次解决影响性能目标的问题

4.性能评估：通过测试工具或者服务验证是否满足性能目标

某客户在阿里云上的高性能架构如下所示：

架构解读：

• 使用CDN加速用户的访问，解决网络延迟的问题
• 对热点数据进行缓存，加快数据的访问速度，并减轻数据库的压力
• 通过DRDS实现数据库的水平扩容，提升数据访问的并发量

云上的高可用架构

高可用是为了减少停工时间，保持服务高度可用性；为了实现高可用，系统应该具备的能力有：自动侦测、自动切换和自动恢复。

• 自动侦测：通过冗余侦测发现运行的情况，将所汇集的讯息记录下来，以供维护参考。
• 自动切换：确认对方故障，则正常主机代替故障主机工作。
• 自动恢复：故障主机修复后，自动切换回修复完成的主机上

层次化和模块化设计是高可用设计的前提：

高可用设计包括三种不同的方式，分别是：主从方式、双机互备和集群工作方式。

高可用架构设计的主要原则包括：

1. 假定失效设计：假定任何环节都会出问题，然后倒推设计；
2. 多可用区设计：尽最大可能避免架构中的单点故障；
3. 自动扩展设计：不进行设计调整，就能满足业务量增长；
4. 自我修复设计：内建容错及检查能力，应用能够在部分组件失效时自我修复继续工作；
5. 松耦合设计：耦合度越小，扩展性越好，容错能力越强

多可用区设计：

• 在SLB实例下绑定不同可用区的ECS，从而避免因为单个可用区的故障而导致对外服务的不可用
• 多可用区的云服务器RDS可以实现同城的数据灾备
• OSS存储的数据默认会保存在多个不同可用区中

健康检查自我修复：

• 某台ECS实例不健康，导致健康总实例数低于最小值，弹性伸缩（原ESS）会自动创建健康的ECS实例代替不健康的实例

松耦合设计：

• 耦合度与灵活性相反，耦合度越小，扩展性越好，容错能力越大
• 消息解耦将原应用拆分独立的模块，模块间影响小，不会因为部分失效导致整体的不可用

某客户在阿里云上的高可用架构：

架构解读：

• 在阿里云两个不同地域的三个可用区中部署业务系统，实现云端的两地三中心架构
• 通过集群的方式提升系统的可用性：SLB本身是主备的架构、SLB后面挂载多个ECS实例等
• 业务和应用系统分开部署实现系统的解耦
• 通过数据同步的方式将数据备份到异地的存储服务中，提升数据的可靠性

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