大型网站的高可用分析

本文主要分析网站的高可用性，从应用需求、用户角度展开分析。

1.1 高可用性

“高可用性”(High Availability) 通常用来描述一个系统，经过特殊设计，减少停止服务的时间，从而使其服务保持高度的可使用性。

计算机系统的可靠性用平均无故障时间(MTTF)来度量，即计算机系统平均能够正常运行多长时间，才会发生一次故障。系统的可靠性能越高，平均无故障时间越长。可维护性用平均维修时间(MTTR)来度量，即系统发生故障后维修和重新恢复正常运行平均花费时间。系统的可维护性越好，平均维修时间越短。计算机系统的可用性定义为：MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。

举例来说，淘宝网在2010年成交额为300亿，则每分钟成交额为5—10万，那么对淘宝来说，其后台系统的高可用，对企业运营非常重要。淘宝数据负责人宁海元指出，淘宝系统，可用性至少需要99.999%。那么对于taobao.com系统，在一年365天，系统停止服务时间为5分15秒。

1.2 确保高可用性

高可用性的衡量指标

%availability=(TotalElapsed Time ? Sum of Inoperative Times) / Total Elapsed Time

其中：

TotalElapsed Time 为系统总时间，包括可提供服务时间+停止服务时间。

Sumof Inoperative Times 为停止服务时间，包括宕机时间+维护时间。

1.2.1 如何确保高可用

可用性越高越好，提高可用性主要从一下几个方面入手：

(1)系统架构

(2)容灾性

(3)监控报警

(4)故障转移

1.2.1.1 系统架构

系统架构，指整个网站后台系统的架构。好的系统架构，主要从下面几个方面考虑：

(1)操作系统的选择，从稳定性、安全性和可维护性考虑，unix和linux性能远远好于windows，从成本考虑，Linux远远低于windows 和unix。

(2)负载均衡器的选择，硬件负载均衡器性能和稳定性高于软件负载均衡器。但成本上，软件比如haproxy、LVS优于硬件(比如F5、Netscaler)。

(3)web server的选择，Nginx优于传统的Apache。

(4)各级缓存的选择与应用，varnish、squid、memcached。

(5)网站开发语言的选择，与开发有关，www.linuxidc.com主要分为需要编译性的语言和不需要编译性的语言。

(6)数据库的选择，传统的关系数据库中，Oracle优于MySQL，但Oracle收费远远高于MySQL，实际上，Oracle有两种收费模式，一种是按用户数，一种是按主机处理器个数。而MySQL有免费的版本。

(7)底层存储设备的选择，比如机械磁盘和固态硬盘的选择。

(8)避免单点故障问题，在逻辑架构上，避免单点故障，避免出现割点。

1.2.1.2 容灾性

容灾性能对系统非常重要，比如服务器因为断电，导致数据文件的不一致，因为发生自然或者非自然灾害比如火灾导致的磁盘损坏，发生数据丢失等。所以容灾很重要，主要从以下几个方面提高容灾性能：

(1)服务器热备机的部署，当发生故障后，热备机能马上使用，提供服务。这里的服务器主要指web server 、应用服务器、数据库服务器等。

(2) 数据备份，比如做定期备份、热备份、增量备份，甚至需要做主从备份，来提高抗灾性能。并且从底层存储设备上进行备份，比如做RAID。

(3) 做双线网络交换，尽量优化设计网络，避免因为核心交换机故障，而影响服务。网络上避免单点故障。