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我們一起聊聊業務定制型異地多活架構設計

來源: 責編: 時間:2023-11-28 09:36:22 235觀看
導讀大道至簡圖片左圖展示了一個強調一致性(C)和分區容忍性(P)的系統。在這種系統中,當網絡分區(Partition)發生錯誤時,系統可能會拒絕操作以保持數據的一致性,犧牲了一部分可用性。例如,如果節點N1和N2無法通信(分區容忍性問題),系統

大道至簡

圖片圖片yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

左圖展示了一個強調一致性(C)和分區容忍性(P)的系統。在這種系統中,當網絡分區(Partition)發生錯誤時,系統可能會拒絕操作以保持數據的一致性,犧牲了一部分可用性。例如,如果節點N1和N2無法通信(分區容忍性問題),系統可能會選擇停止操作,確保任何讀取都是一致的,即使這意味著某些操作不能完成。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

右圖展示的是一個強調可用性(A)和分區容忍性(P)的系統。在這種系統中,即使發生了分區錯誤,每個節點(N1和N2)仍會盡力響應用戶的請求,保證服務的可用性。這可能導致數據的不一致,因為兩個分區可能會獨立響應并導致數據狀態不同步。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

異地多活架構設計的本質是平衡CAP定理中的“可用性(A)”和“分區容忍性(P)”,而通常在必要的情況下對“一致性(C)”做出一定程度的妥協。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

大道至深 - CAP

粒度:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

CAP 關注的粒度是數據,而不是系統,需要根據不同業務的數據特點來設計yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

異地多活。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

延遲:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

CAP 是忽略網絡延遲的 ,但工程落地不可能做到零延遲。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

分區容忍:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

C和A只能取1個是在發生分區的時候,正常運行情況下,可以同時滿足 CA。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

補救:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

放棄 != 無為,需要為分區恢復后做準備,包括人工修復數據。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

原則1 - 只保證核心業務

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不同業務的數據特性不同,無法全部做到異地多活。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

原則2 - 只能做到最終一致性

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復制肯定有時間窗,拋棄實時一致性的幻想yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

原則3 - 只能保證絕大部分用戶

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異地多活設計步驟

1.業務分級:

將業務按照某個維度進行優先級排序,優先保證TOP3 業務異地多活。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

2.數據分類:

分析 TOP3 中的每個業務的關鍵數據特點,將數據分類。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

3.數據同步

針對不同的數據分類設計不同的數據同步方式。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

4.異常處理

針對極端異常的情況,考慮如何處理,可以是技術手段或非技術手段。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

步驟1 – 業務分級

訪問量:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

登錄 > 注冊 > 修改密碼yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

核心場景:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

聊天 > 朋友圈 > 搖一搖yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

收入來源:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

訂單 > 搜索 > 編輯yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

步驟2 – 數據分類

數據的修改量:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

數據被修改的數量和頻率,包括新增、刪除、修改。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

一致性:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

數據的一致性要求,例如:強一致性(余額、庫存)、最終一致性(動態、興趣)。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

唯一性:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

數據的唯一性要求,例如:全局唯一(用戶 ID)、可重復(昵稱)yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

可丟失性:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

數據是否可丟失,例如:不可丟失(賬戶余額)、可丟失(微博、密碼)。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

可恢復性:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

數據是否可恢復,例如:用戶恢復(微博)、系統提供恢復(密碼找回)、內部恢復(例如編輯和運營重發)。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

步驟3 – 數據同步

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多管齊下,“不擇手段”,不要局限于存儲系統同步!yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

步驟3 – 數據同步技巧

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步驟4 –異常處理

業務兼容:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

體驗不好 優于 無法體驗。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

1. 數據短時間不一致:業務有損,例如微博、朋友圈;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

2. 數據無法獲取:轉賬申請,支付核對中。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

事后補償:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

少量用戶損失,用錢解決。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

1. 禮包、紅包;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

2. 禮物、物品(暴雪爐石回檔補償);yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

3. 保險賠償。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

人工修正:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

盡力而為,減少損失。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

1. 人工訂正數據,達到最終一致性;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

2. 重要事情說三遍:日志、日志、日志。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

5大技巧1 - 消息隊列同步

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適合全局唯一的數據,因為可以覆蓋;不適合余額之類的數據,因為數據修改無法做到冪等性。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

5大技巧2 - 庫存拆分

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余額這么拆分可以嗎?yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

通常會有一個中央權威的賬戶管理系統來處理余額,而不是在各個數據中心分別處理。這樣可以簡化一致性和同步的復雜性,盡管這可能犧牲一些響應時間和可用性yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

5大技巧3 - 事務合并

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例如:游戲玩家異地充值100,消費60,即使 IDC-B 的業務服務器不知道玩家的實際余額(在 IDC-A 的數據庫中),業務也是可以繼續處理的,具體實現邏輯如下:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

1. 正常情況下通過數據庫同步來同步余額,對應上圖的 IDC-A 到 IDC-B 的“余額同步”;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

2. 異常情況下,IDC-A 機房掛掉,余額同步中斷,可能會導致 IDC-A 和 IDC-B 的數據不同步,例如圖中兩個余額表的余額,IDC-A 是 30,IDC-B 是65;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

3. 玩家到 IDC-B 想消費60塊,無論 IDC-B 的余額表中是大于還是小于60,都不能直接消費,因為無法判斷這個余額數據是否一致;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

4. 玩家到 IDC-B 先充值100塊,再消費60塊,無論 IDC-B 的余額表中是大于還是小于60,都是允許的,此時 IDC-B 在臨時事務表中記錄兩個事務;yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

5. IDC-A 恢復后,IDC-B 將臨時事務表中的事務發給 IDC-A,IDC-A 進行合并,合并后的真實余額是70元,然后再通過“余額同步”這個通道將70元余額同步給 IDC-B 的余額表。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

5大技巧4 - 實時改異步

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5大技巧5 - 適當容忍

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業務上稍微放開一些約束,例如:電話會議系統允許欠費也能發起會議。yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

總結:yIt28資訊網——每日最新資訊28at.com

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