🌟 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)]
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[多台应用服务器 (FastAPI / Node.js / PHP / etc.)]
↓
[读写分离数据库群(主从 PostgreSQL / MySQL)]
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[对象存储(如 AWS S3, MinIO)]
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[缓存加速层(Redis Cluster / Memcached)]
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[异步任务队列(RabbitMQ / Kafka / SQS)]
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[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。
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