科技颠覆者 发表于 2025-4-1 18:17:50

主备架构(Active-Standby Architecture)详细先容

主备架构是一种 计算高可用(High Availability, HA) 方案,主要用于确保系统在主服务器(Active) 发生故障时,备份服务器(Standby) 可以无缝接受,从而进步系统的可靠性和可用性。
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1. 主备架构的基本概念

在主备架构中,通常有两个节点:



[*]主节点(Active Node):负责吸收和处理全部的请求,提供正常的业务服务。
[*]备节点(Standby Node):处于待命状态,持续监控主节点的运行情况。一旦主节点发生故障,备节点将自动接受业务。
[*]主备切换(Failover)通常由 高可用性管理组件(如 Keepalived、Pacemaker、HAProxy)或 云服务提供商的高可用机制 负责。
2. 主备架构的分类

(1)冷备(Cold Standby)

特点:



[*]备机在正常情况下不运行,仅在主机宕机后手动启动备机。
[*]必要手动切换,规复时间较长(分钟级到小时级)。
适用场景:



[*]非关键业务,对高可用性要求不高的系统,如开发测试环境。
(2)温备(Warm Standby)

特点:



[*]备机运行但不处理业务,仅定期同步数据。
[*]发生故障后,备机必要重新加载部分状态信息,切换时间较快(秒级到分钟级)。
适用场景:



[*]业务必要一定的高可用性,如中小型企业应用系统。
(3)热备(Hot Standby)

特点:



[*]备机与主机及时同步数据,并保持随时可用的状态。
[*]发生故障时,备机可秒级接受业务,实现无缝切换。
适用场景:



[*]关键业务系统,如金融生意业务、数据库高可用、云计算服务等。
3. 关键技术与组件

(1)数据同步

数据库层同步:



[*]MySQL 主从复制(MySQL Replication)
[*]PostgreSQL Streaming Replication
[*]Oracle Data Guard
文件同步:



[*]Rsync、DRBD(Distributed Replicated Block Device)
(2)主备切换机制



[*]Keepalived + VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol):
通过假造 IP(VIP)自动切换主备角色,常用于 Nginx、Redis、MySQL 高可用。
[*]Pacemaker + Corosync:
适用于 Linux 服务器,常用于企业级高可用集群(HA Cluster)。
[*]云厂商提供的 HA 解决方案:
AWS Elastic Load Balancer(ELB)+ Auto Scaling
Google Cloud Load Balancing
Azure Load Balancer
4. 主备架构的优缺点

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5. 主备架构的典范应用场景



[*]数据库高可用(MySQL、PostgreSQL、Oracle)
MySQL 主从复制 + Keepalived 进行 VIP 绑定,实现高可用数据库。
[*]企业级应用系统
ERP、CRM 业务系统,确保焦点业务不因服务器故障停止。
[*]金融行业
证券生意业务、付出网关,确保数据一致性与业务一连性。
[*]Web 服务器
Nginx + Keepalived 构成主备架构,保证网站 7×24 小时可用。
6. 主备架构 vs. 其他高可用架构

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7. 总结



[*]主备架构是一种经典的高可用方案,适用于关键业务系统,可以或许在主服务器故障时保证业务一连性。
[*]根据业务需求,可以选择冷备、温备或热备,热备是最高级别的高可用方案。
[*]主备架构可以结合 Keepalived、Pacemaker、数据库主从复制等技术,实现自动故障切换。
[*]相比主主架构和集群架构,主备架构的成本较低,得当中小型企业或关键应用。

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