一、单机架构

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单机架构是最简单的一种架构方式,接入层、应用层和存储层都只有一个节点,实际部署可以部署在同一个服务器上,但是缺点也比较突出,其中一个节点宕机,整个系统不可用。

二、主从架构

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主从架构除了数据库MySQL有状态外,其他都是无状态的节点(应用节点的状态数据可以存放在Redis等缓存上),其中Nginx和MySQL可以通过虚拟IP的方式对外提供服务,当Nginx和MySQL对外服务的节点宕机时,keepalived自动把VIP切换到另外一个节点,继续对外提供服务,从而达到高可用的效果。

三、同城灾备

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主从架构通常是在同一个机房下通过服务器集群进行冗余部署,从而达到高可用的效果,但从部署区域粒度来看,如果机房断点,那么即使采用主从架构,系统对外仍然是不可用。同城灾备方案是在不同的机房(机房B)再部署一套系统,而这套系统正常情况下不对外提供服务,只有当机房A出现故障时,才切换到机房B,同城灾备最大的缺点就是大材小用,因此机房A出现故障不可用的概率还是非常低的,那么绝大部分时间机房B可能处于空闲状态,从而导致资源浪费。

四、同城双活

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同城双活架构是在同城灾备的方案基础上进行优化,充分利用备用机房(机房B)的资源,对外提供服务,同城双活需要把两个机房(机房A和机房B)的入口IP配置到DNS上,那么用户接入时,通过DNS解析到任意机房,同城双活需要控制存储层的写入,通常只在机房A写入数据,机房B只提供读数据权限。但同城双活也是有缺点的,由于同城,也就是两个机房在同一个城市,当发生自然灾害,比如地震、水灾时,也会导致系统不可用。

五、两地三中心

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由于同城双活方案当城市发生自然灾害时导致系统不可能,因此有些银行、政企等公司产品会采用两地三中心方案进行部署,该方案是在同城双活的基础上进行改进,通常会选择距离1000公里以上的城市部署备份机房,比如主机房在上海,则备份机房通常选择北京等,备用机房通常不对外提供服务,只是用于备份数据,防止主机房所在城市出现灾难而导致系统不可用。

六、异地双活

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两地三中心跟同城灾备有一个类似的地方,就是备用机房没有业务接入,只有出现灾难时才会切入,但是这个概率又极低,因此通常处于空闲状态而导致资源浪费。由于异地双活方案两个机房的距离通常在1000公里以上,因此机房之间数据同步往往延迟比较高,网络传输成为了性能瓶颈,因此只在一个机房写入,另外一个机房读取,这种方式是不可取的,所以需要增加路由层,可以根据用户请求IP判断地理位置,然后进行路由到最近机房,每个机房的存储层都是可以写入和读取的,数据通过主主复制的方式同步,所以业务应用在设计主键ID时需要采用分布式ID(雪花ID)的方式,保证数据同步时不会出现主键冲突。

七、异地多活

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异地多活在异地双活的基础上进一步改善,每个城市的机房之间并不是直接两两复制数据,而是选择一个机房作为中心节点,其他机房向中心机房同步数据,再由中心机房统一向其他机房同步其他机房的数据,当中心机房不可用时,可以提升其他机房为中心节点机房,多活的优势在于,可以任意扩展机房就近部署。任意机房发生故障,可以完成快速切换,大大提高了系统的可用性。

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