🌟 高可用系统架构设计(标准版)

[用户浏览器][负载均衡器 (如 AWS ALB, Nginx, Cloudflare)][多台应用服务器 (FastAPI / Node.js / PHP / etc.)][读写分离数据库群(主从 PostgreSQL / MySQL)][对象存储(如 AWS S3, MinIO)][缓存加速层(Redis Cluster / Memcached)][异步任务队列(RabbitMQ / Kafka / SQS)][日志系统 + 监控报警(ELK, Prometheus, Grafana, Sentry)]

✨ 各个部分详细解释

用户层:

  • 用户通过浏览器或移动端 App 发起请求。

负载均衡层(LB):

  • 采用云服务的负载均衡(如 AWS ALB、腾讯 CLB、Cloudflare)或自己部署 Nginx/HAProxy。
  • 主要作用:分发请求到多个后端服务器,防止单点故障。

应用层(App):

  • 部署多台应用服务器(如 FastAPI、Node.js、PHP、Go)。
  • 容器化部署(Docker + Kubernetes,或者轻量一点用 Docker Compose + Auto Scaling)。
  • 应用无状态化,方便弹性伸缩。

数据库层(DB):

  • 使用 读写分离(一主多从)
  • 主库负责写,从库负责读(减少主库压力)
  • 配合数据库代理(如 PgBouncer、ProxySQL)
  • 定时备份、异地多活/跨区热备(增加容灾能力)

缓存层(Cache):

  • 使用 Redis Cluster 或 Memcached。
  • 热数据(热门查询、session、验证码等)缓存起来,加快访问速度。
  • Redis Sentinel 保证高可用。

对象存储层:

  • 图片、视频、附件放到对象存储(如 AWS S3、阿里 OSS、MinIO)。
  • 分离静态资源,减少应用服务器负担。

异步任务处理(Task Queue):

  • 使用 RabbitMQ、Kafka、SQS 等。
  • 适合处理注册后发邮件、上传后处理图片等异步长时间操作。
  • 防止阻塞主业务请求。

日志与监控系统:

  • 系统日志:ELK(Elasticsearch + Logstash + Kibana)
  • 性能监控:Prometheus + Grafana
  • 错误监控:Sentry
  • 报警通知:钉钉 / 飞书 / Slack 自动报警。

🏗️ 技术选型参考

层级技术栈
前端加速Cloudflare、阿里云 CDN
负载均衡Nginx、AWS ALB、HAProxy
后端应用FastAPI、Node.js、Laravel、Spring Boot
数据库PostgreSQL + TimescaleDB(时序数据可选)、MySQL 主从
缓存Redis Cluster、Redis Sentinel
队列系统RabbitMQ、Kafka、AWS SQS
对象存储AWS S3、阿里 OSS、MinIO
日志系统ELK、Loki
监控系统Prometheus + Grafana、Sentry

📦 容错和高可用重点

  • 负载均衡双活:负载均衡器本身要有两台互备,或者用云 LB。
  • 多副本应用服务:至少两台后端服务器。
  • 数据库主从切换:数据库出现问题时,从库可以自动提升为主库。
  • 缓存高可用:Redis Sentinel 或 Redis Cluster,防止单点故障。
  • 自动扩缩容:根据访问量自动增加/减少应用服务器。
  • 定期备份:数据库、对象存储定时自动快照。
  • 监控报警:系统异常自动通知到运维人员。

📈 进阶(更高级可加上的)

  • CDN 动静分离:前端静态资源通过 CDN 加速。
  • 跨地域部署:在不同地区布署实例,实现灾备。
  • 数据库分库分表:当单库压力太大时,进行数据分片。
  • 蓝绿发布 / 灰度发布:更新代码时平滑切换,不影响线上用户。