地域間分散システムを構築するにはどうすればよいでしょうか?

マルチコンピュータ ルーム展開とは、異なる IDC (インターネット データ センター) コンピュータ ルームに複数のサービス インスタンスを設定することを意味します。これらのサービスは同じビジネス データを共有し、ユーザー要求トラフィックを処理できます。このアーキテクチャは、単一のコンピュータ ルームまたは地域で発生するネットワーク障害、自然災害などの予期しない状況に対処するために、システムの高可用性と災害復旧機能を向上させるように設計されています。

1 つのアイデアは、コンピュータ ルーム間でコンピュータ ルーム A のスレーブ データベースを直接読み取ることです。

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もう 1 つのアイデアは、コンピュータ ルーム B にスレーブ データベースを展開し、マスター データベースのデータをコンピュータ ルーム間で同期し、コンピュータ ルーム B のアプリケーションがこのスレーブ データベースのデータを読み取ることができるようにすることです。

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コンピュータ室間でのデータ転送に関しては、コンピュータ室間の距離に応じて、コンピュータ室間の遅延に対する要件が高くなります。基本的なレイテンシの数値は次のとおりです。

都市内のデータ センター間: 都市の規模とネットワーク インフラストラクチャに応じて、通常は数ミリ秒 (ms) から数十ミリ秒 (ms) の間です。

地域間データセンターのレイテンシ: 異なる都市や地域にまたがるデータセンター間のレイテンシは、地理的な距離とネットワーク接続の品質に応じて、通常は数十ミリ秒 (ms) から数百ミリ秒 (ms) の範囲になります。

国際的なデータセンター間の遅延: 国や大陸をまたぐデータセンター間の遅延は、通常、地球の物理的な距離や国際ネットワーク接続の影響を受け、数百ミリ秒 (ms) から数秒の範囲になります。

マルチコンピュータルームの導入計画を段階的に反復する

1. 同じ都市でアクティブに活動する

データベースの展開: マスター データベースはコンピュータ ルーム (コンピュータ ルーム A など) に展開され、コンピュータ ルーム A と B の両方にスレーブ データベースがあり、マスター スレーブ レプリケーションを通じてデータが同期されます。これにより、両方のコンピュータ ルームでデータの一貫性が実現され、コンピュータ ルーム間の呼び出しの必要性が軽減されます。

キャッシュの展開: キャッシュは両方のコンピュータ ルームに展開されます。クエリ要求は最初にローカル キャッシュを読み取ります。キャッシュが存在しない場合は、データはローカル データベースから読み込まれます。これにより、メイン データベースへの直接クエリが削減され、データ アクセス速度が向上します。

RPC サービスの登録と呼び出し: 異なるコンピュータ ルームの RPC サービスは、異なる登録センターにサービス グループを登録し、RPC クライアント (Web サービスなど) は同じコンピュータ ルームの RPC サービス グループのみをサブスクライブします。これにより、RPC 呼び出しが可能な限りコンピュータ ルーム内で行われるようになり、コンピュータ ルーム間の呼び出しを回避できます。

その他の依存サービス: その他の依存サービス (監査、検索など) もデュアル コンピュータ ルームに展開されていることを確認し、呼び出しの遅延を減らすために、このコンピュータ ルームのサービスのみが呼び出されるようにしてください。

災害復旧: コンピュータ ルームに障害が発生した場合、マスター スレーブ切り替えによって別のコンピュータ ルームのスレーブ データベースをマスター データベースに昇格させ、災害復旧の目的を達成できます。同時に、RPC サービスおよびその他の依存サービスは、システムの可用性を確保するために別のコンピュータ ルームでサービスを引き続き提供できます。

2. 複数のアクティブサイト

リモート データ センターの配置場所: リモート データ センターは、自然災害によるシステム可用性への影響を軽減するために、上海、広州などの都市など、メイン データ センターから離れた場所に配置する必要があります。

データ同期ソリューション: ストレージ システムに基づくマスター スレーブ レプリケーションとメッセージ キュー ベースの方法を組み合わせた 2 つの同期方法を採用しています。マスター データベースはメイン コンピュータ ルームに展開され、スレーブ データベースはリモート コンピュータ ルームに展開され、マスター スレーブ レプリケーションを通じてデータ同期が実現されます。同時に、キャッシュデータやHBaseなどについては、メッセージキューベースの方式で同期を行います。

データ読み取りの最適化: コンピュータ ルーム間でのデータ転送の遅延を減らすために、ユーザーの読み取り操作と書き込み操作が可能な限り同じコンピュータ ルームで実行されるようにユーザーが分割されます。同時に、サービスの呼び出しやデータの読み取りを行う際には、このコンピュータ ルームのサービスとデータが優先され、可能な限りこのコンピュータ ルームでサービスの呼び出しが完了するようになります。

サービス コールの優先順位: ユーザーが注文情報を表示するなど、データ センター間でデータを読み取る必要がある一部のシナリオでは、サービス コールとデータ読み取りがこのデータ センターで実行されるように優先されます。データがデータセンターをまたがるデータベースから読み取られる場合でも、ある程度の遅延は許容されます。

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要約:

データセンター間でのデータ書き込みは許可されていますが、レイテンシを最小限に抑えるために、データの読み取りとサービス呼び出しは可能な限り同じデータセンターで実行する必要があります。このソリューションは、同じ都市内の複数のデータセンター間の遅延が 1 ミリ秒から 3 ミリ秒の範囲内にある状況に適しており、比較的シンプルで実装も簡単です。

コンピュータ ルーム間での同期されたデータの書き込みと読み取りを避け、非同期の方法を使用して、あるコンピュータ ルームから別のコンピュータ ルームにデータを同期します。このソリューションは、リモート データ センターのレイテンシが 50 ミリ秒未満であり、データ センター間でのデータ同期のレイテンシが低いことが求められる状況に適しています。

複数のコンピュータ ルームの展開は、ビジネスが一定規模に成長し、コンピュータ ルームの災害復旧が必要になった場合にのみ検討すべきソリューションです。長所と短所を慎重に検討する必要があります。複数のコンピュータ ルームを展開すると、システムの複雑さとメンテナンス コストが増加するため、可能であれば複数のコンピュータ ルームを展開しないようにしてください。

異なる場所でのマルチアクティブ アーキテクチャは実装が複雑すぎるため、真に非同期のマルチアクティブ アーキテクチャを構築できる企業はほとんどありません。したがって、十分な技術力とリソースのサポートがない状態で、マルチサイトのアクティブ/アクティブ アーキテクチャを試すことはお勧めしません。