常见互联网高可用架构
高可用HA（High Availability）是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一， 它通常是指，通过设计减少系统不能提供服务的时间。
单点往往是系统高可用最大的风险和敌人，应该尽量在系统设计的过程中避免单点。 高可用保证的原则是”集群化”，或者叫”冗余”：只有一个单点，挂了服务会受影响。 如果有冗余备份，挂了还有其他backup能够顶上。
有了冗余之后，还不够，每次出现故障需要人工介入恢复势必会增加系统的不可服务实践。 所以，又往往是通过”自动故障转移”来实现系统的高可用。
接下来我们看下典型互联网架构中，如何通过”冗余+自动故障转移”来保证系统的高可用特性。
常见的互联网分层架构
先用一个图简单说明一下这个分层架构：
从上至下分别为：
- 客户端层：典型调用方是浏览器browser或者手机应用APP
- 反向代理层：系统入口，反向代理
- 站点应用层：实现核心应用逻辑，返回html或者json
- 服务层：如果实现了服务化，就有这一层
- 数据-缓存层：缓存加速访问存储
- 数据-数据库层：数据库固化数据存储
整个系统的高可用，又是通过每一层的”冗余+自动故障转移”来综合实现的。
下面从反向代理层开始，分别介绍每一层的高可用实现
反向代理层高可用
【客户端层】到【反向代理层】的高可用，是通过反向代理层的冗余来实现的。以nginx为例：有两台nginx， 一台对线上提供服务，另一台冗余以保证高可用，常见的实践是keepalived存活探测，相同virtual IP提供服务。
自动故障转移：当nginx挂了的时候，keepalived能够探测到，会自动的进行故障转移， 将流量自动迁移到备份nginx，由于使用的是相同的virtual IP，这个切换过程对调用方是透明的。
站点层高可用
【反向代理层】到【站点层】的高可用，是通过站点层的冗余来实现的。
假设反向代理层是nginx，nginx.conf里能够配置多个web后端，并且nginx能够探测到多个后端的存活性。
自动故障转移：当web-server挂了的时候，nginx能够探测到，会自动的进行故障转移， 将流量自动迁移到其他的web-server，整个过程由nginx自动完成，对调用方是透明的。
服务层高可用
【站点层】到【服务层】的高可用，是通过服务层的冗余来实现的。”服务连接池”会建立与下游服务多个连接，每次请求会”随机”选取连接来访问下游服务。
自动故障转移：当service挂了的时候，service-connection-pool能够探测到，会自动的进行故障转移，将流量自动迁移到其他的service， 整个过程由连接池自动完成，对调用方是透明的（所以说RPC-client中的服务连接池是很重要的基础组件）。
一般这个会使用到分布式服务框架。
缓存高可用
业务对缓存并不一定有”高可用”要求，更多的对缓存的使用场景，是用来”加速数据访问”：把一部分数据放到缓存里， 如果缓存挂了或者缓存没有命中，是可以去后端的数据库中再取数据的。这类允许”cache miss”的业务场景，缓存架构的建议是：
缓存实例挂了屏蔽：当有水平切分的实例挂掉时，代理层直接返回cache miss，此时缓存挂掉对调用方也是透明的。 key水平切分实例减少，不建议做re-hash，这样容易引发缓存数据的不一致。
数据库层的高可用
大部分互联网技术，数据库层都用了”主从同步，读写分离”架构，所以数据库层的高可用，又分为”读库高可用”与”写库高可用”两类。
数据库读高可用
【数据库读】的高可用，是通过读库的冗余来实现的。 既然冗余了读库，一般来说就至少有2个从库，”数据库连接池”会建立与读库多个连接，每次请求会路由到这些读库。
自动故障转移：当读库挂了的时候，db-connection-pool能够探测到，会自动的进行故障转移，将流量自动迁移到其他的读库， 整个过程由连接池自动完成，对调用方是透明的（所以说DAO中的数据库连接池是很重要的基础组件）。
数据库写高可用
【数据库写】的高可用，是通过写库的冗余来实现的。 以mysql为例，可以设置两个mysql双主同步，一台对线上提供服务，另一台冗余以保证高可用，常见的实践是keepalived存活探测，相同virtual IP提供服务。
自动故障转移：当写库挂了的时候，keepalived能够探测到，会自动的进行故障转移，将流量自动迁移到shadow-db-master， 由于使用的是相同的virtual IP，这个切换过程对调用方是透明的。
总结
高可用HA（High Availability）是分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计减少系统不能提供服务的时间。 方法论上，高可用是通过冗余+自动故障转移来实现的。
整个互联网分层系统架构的高可用，又是通过每一层的冗余+自动故障转移来综合实现的，具体的：
- 【客户端层】到【反向代理层】的高可用，是通过反向代理层的冗余实现的，常见实践是keepalived + virtual IP自动故障转移
- 【反向代理层】到【站点层】的高可用，是通过站点层的冗余实现的，常见实践是nginx与web-server之间的存活性探测与自动故障转移
- 【站点层】到【服务层】的高可用，是通过服务层的冗余实现的，常见实践是通过service-connection-pool来保证自动故障转移
- 【服务层】到【缓存层】的高可用，是通过缓存数据的冗余实现的，常见实践是缓存客户端双读双写，或者利用缓存集群的主从数据同步与sentinel保活与自动故障转移；更多的业务场景，对缓存没有高可用要求，可以使用缓存服务化来对调用方屏蔽底层复杂性
- 【服务层】到【数据库”读”】的高可用，是通过读库的冗余实现的，常见实践是通过db-connection-pool来保证自动故障转移
- 【服务层】到【数据库”写”】的高可用，是通过写库的冗余实现的，常见实践是keepalived + virtual IP自动故障转移