Հանգույցների գլոբալ բաշխումը

Հանգույցների գլոբալ բաշխումը դիմումի կամ արձանագրության նախագծումն ու շահագործումն է, որպեսզի դրա բաղադրիչները տարածվեն մի քանի տարածաշրջաններով/մայրցամաքներով, ցանցերով և մատակարարներով, մնալով համաձայնեցված, անկայուն և տնտեսապես արդարացված։ Այս մոտեցումը կրիտիկական է բարձր հասանելի համակարգերի համար, ցածր առաքման ձգձգման, գաղտնիության/տվյալների գաղտնիության և համաշխարհային ֆինանսական բազայի համար։

1) Նպատակներն ու փոխզիջումները

Հիմնական նպատակները

Ցածր ուշացում (p50/p95/p99) օգտագործողների համար տարբեր երկրներում։

Բարձր հասանելիությունը (SLA/SLO), դիմադրության դիմադրությունը համապատասխան հարցումների համար։

Օպտիկայի և տվյալների մեծացումը։

Համապատասխանություն տվյալների պահպանմանը և պաշտպանությանը։

Կանխատեսելի արժեքը (ներառյալ egress/միջգերատեսչական կրկնօրինակումները)։

Անխուսափելի փոխզիջումներ

CAP: Ցանցային սեգմենտացիայի ժամանակ հաճախ ընտրում են AP (հասանելիություն/կայունություն) eventum consistency-ից կամ CP (ուժեղ համաձայնություն) 'հասանելիության դեգրադացիայի հետ։

Ուշացումը սահմանափակված է ֆիզիկայով ՝ 355 մզ/1000 մղոն։ միջմայրցամաքային RTT տասնյակ հարյուրավոր միլիարդներ։

Վիրահատությունների բարդությունը աճում է ոչ գծային (կազմաձևումը, միջադեպերը, նորարարությունները)։

2) Հիմնական տեղաբանությունները

Կենտրոնացված + CDN/Anycript: միջուկը 1-2 տարածաշրջաններում, կարգավիճակը և քեշը եզրին են։ Պարզապես էժան է, բայց զգայուն է կենտրոնական բացթողումների և ձայնագրման միջտարածաշրջանային ուշացման համար։

Active/Passive (DR կայք) 'հիմնական տարածքը + «տաք» պահեստը։ Ցածր գինը, RTO/RPO-ի պարզ մոդելը, բայց օգտագործողի մոտ չկա և կուտակված վերարտադրման ռիսկը։

Action/Actor (multi-inter) 'մի քանի հավասար տարածքներ։ Տեղական հարցումների նվազագույն ուշացումը, բարդ համաձայնությունը, հակամարտությունները և ռոուտինգը։

System (multi-tenae/sovere.ru) 'յուրաքանչյուր տիրույթ/միգրացիա' իր կլաստերը։ Տեղական ինքնավարությունը, տվյալների հստակ սահմանները, բայց բարդ միջֆեդերատիվ ինտեգրումը։

R2R/դեկենտացված ցանցեր 'օգտագործողների և վալիդատորների ամբողջ աշխարհում։ Հիանալի կայունություն, բայց բարդ խնդիրներ պիրների հայտնաբերման, հակա-գրաքննությունների, անվտանգության և անվտանգության համար։

3) Միգրացիայի և միկրոօրգանիզացիայի բաշխումը

IV և geo-III

Երկրագրական պատասխանը (GeoIP), տարածաշրջանի հավասարակշռությունը։

TTL-ը և արագ վերընտրման մեխանիզմները դժբախտ պատահարների ժամանակ (բայց հիշեք ռեզոլիվների կեշացման մասին)։

Anycast (L3)

Մեկ IP-ը ներկայության շատ կետերում (PoP), որը հայտնվում է BGP-ի մոտակա հայտարարության մեջ։ Հիանալի է UDP/QUIC-ի և «անսահման» ծառայությունների համար։

Հավասարակշռություն L4/L7

Health-winks, kanareeks ածխաջրածիններ, ծանրաբեռնվածություն/ուշացում։

L7 rowting ճանապարհին, վերնագրերում, cookies, API տարբերակներով։

Հաճախորդների արձանագրություններ

HTTP/3 (QUIC) նվազեցնում է պարամետրերի ազդեցությունը/ինքնուրույն վերահսկում է կոնգեստիան։

GRPC-ը միկրովայրկյանների միջև ցածր ուշացման համար։

Sockets/Server-Sent Events-ը իրական-թայմի համար։ համաշխարհային արտադրությամբ 'տարածաշրջանային հաբեր + իրադարձությունների անվադողեր։

4) Տվյալների շերտեր 'ներդաշնակություն և կրկնօրինակում

Կոդավորման մոդելներ

Strong (գծային) 'ավելի հարմար գործարքների/դրամական գործարքների համար, ավելի բարձր է տարածաշրջանի միջև։

Eventium: ավելի արագ և էժան, բայց պահանջում է հակամարտությունների լուծումը (CRDT, last-write-inters վեկտորային ժամերով)։

Bounded staleness/Read-your-writes: UX-ի հիբրիդները։

Ռազմավարություն

Ֆոլլերի առաջնորդը (single leader) 'գրառումներ առաջնորդի, կարդալու տեղական; Քրոս-ստացիոնար ձայնագրությունն ավելի թանկ է։

Multi-leader: Ձայնագրություններ մի քանի տարածաշրջաններում, հակամարտությունները 'մերգի կանոնների միջոցով։

Sharding/geo-partitioning: Տվյալները բաժանվում են տարածաշրջանի/հաճախորդի միջոցով, նվազեցնելով միջտարածաշրջանային քայլերը։

Change Windows Capture (CDC) 'հոսքային (տրամաբանական) վերլուծության և քեշի համար։

Պրակտիկա

Գնումների հաշվիչները և զամբյուղները CRDT/G-Counter/P-Line։

Կրիտիկական հավասարակշռությունները strong consistency-ն են (Raft/Paxos) և impotent գործարքները։

Բաղադրիչները մոնոտոնային/ժամանակավոր (Snowflake/ULID) պաշտպանություն հակամարտություններից և ժամացույցի խաչմերուկից։

5) Edge, CDN և keshing

Կարգավիճակը 'գլոբալ CDN' near-real-time հաշմանդամությամբ։

Դինամիկա 'edge comport/ֆունկցիա A/B, կերպարներ, վալիդացիաներ։

Քաշ-հիերարխիա 'CDN www.kash wwwww.kash wwwww.ru աղբյուրը։ Պահպանեք ճիշտ «Cache-Corl» և տարբերակները։

Anycase III + QUIC: Արագ TMS ձեռագործություն և 0-RTT կրկնվող հաճախորդների համար։

6) Մերժություն և DR

Պլանավորման մետրերը

RTO-ը վերականգնման ժամանակն է։ RPO-ը տվյալների թույլատրելի կորուստ է։

SLO հասանելիության և լատենտության (օրինակ ՝ 99։ 9% uptime, p95 <200 ms)։

Patternes

Circuit Breaker, Retry-ը էքսպոնենցիալ դադարի և ջիթերի, Idempotency Keys-ի հետ։

Read-only ռեժիմը, երբ ռոտացիան քայքայվում է։

Regional evacuation: տարածաշրջանի ավտոմատ «չորացումը» պատահականության ժամանակ և հարկադիր ֆեյլերը։

Split-brain պաշտպանություն 'kvorums, Radia, խիստ առաջնորդման կանոնները։

Թեստավորում

Chaos ineering (գոտիների/ոսպնյակների ոչնչացումը), «game days», DR ուսուցումները։

Սխալների բյուջեն (error budget) ռիսկային օրինագծերի ընդունման համար։

7) Անվտանգություն և ընկերակցություն

MTSA/PKI ծառայությունների միջև, հավաստագրերի լուծումը, կրիտիկական հաճախորդների համար pinning։

KFC/HSM-ը ռուսական պահպանումով և հասանելիության քաղաքականներով (Just-In-Time/Just-Enough)։

Ցանցի սեգմենտացիան 'մասնավոր հաշվարկներ, WAF, պաշտպանություն DDoS (L3-L7), rate limiting, bot-ղեկավարությունից։

Expresidency: Շարիդների կապումը միգրացիաների, գեո-քաղաքականության, անանուն/կեղծանունացման հետ։

Գաղտնիքներն ու ալգորիթմները ՝ ծածկագրված ծածկագրերը, անփոփոխ պատկերները, CI/CD-ի վալիդացիան։

8) Դիտողությունն ու շահագործումը

Մայրուղին (OpenTelemetry) 'միջով քնած տարածությունների միջոցով, sampling-ը հարմարեցնում է բեռին։

Метрики: RED/USE (Rate, Errors, Duration / Utilization, Saturation, Errors), SLI/SLR.

Լոգի 'տարածաշրջանային ֆորումները + կենտրոնացված ագրեգացիան, PII խմբագրությունը, egress բյուջեն։

Սինթետիկ 'գլոբալ փորձարկումներ տարբեր մայրցամաքներից; ալտերտերը p95/p99, ոչ թե միջին։

9) Տնտեսագիտություն և էկոլոգիա

Միջտարածաշրջանային ֆորումը (egress) ծախսերի հիմնական վարորդներից մեկն է 'հաշվի առնել ագրեսիան, դեդուպլիկացիան, բատչինգը։

L0-L3 կատարումը կրճատում է egress-ը և ուշացումը։

Carbon-a.ru-ը և երթուղայնացումը 'հաշվարկների տեղափոխումը «կանաչ» տարածաշրջաններին հնարավորության դեպքում։

10) Տիպիկ արձանագրություններ և տեխնոլոգիաներ (առաջադրանքներով)

Բովանդակություն և API

HTTP/2–HTTP/3 (QUIC), gRPC, GraphQL с persisted queries.
Anycast + CDN/edge, TCP Fast Open/QUIC 0-RTT.

Տվյալները և իրադարձությունները

Քվորումային կոմպոզիցիաները (Raft/Paxos), որոնք բաժանվել են KV (Etcd/Consul/Redis), հսկայական և time-series BD։

Իրադարձությունների անվադողերը 'միջտարածաշրջանային կրկնօրինակումներ (log shipping), www.box-pattern։

CRDT/OT համատեղ խմբագրման համար։

P2P և իրական ժամանակում

STUN/TURN/ICE-ի համար NAT-traversal, DRT հայտնաբերելու համար։

Gossip-արձանագրությունները մետատվական և առողջության տարածման համար։

11) Նախագծային արտոնագրեր

Geo-Routing Gateway: մեկ մուտքի կետը (Anycript IP + L7), որը որոշում է մոտակա տարածաշրջանը և ֆեյլերի քաղաքականությունը։

Intel Gravity & Geo-Partitioning: Տվյալները «ապրում են» ավելի մոտ օգտագործողի. Քրոս տարածաշրջանը միայն միավորներ/կամարներ են։

Command/Query Isolation: Գրառումները գնում են «տնային» տարածք, կարդալը ամենամոտ (թույլատրելի հնացած)։

Dance Writes-ը saga-pattern-ով, առանց գլոբալ արգելափակման։

Graceful Degradation: մասնակի գործառույթները քայքայման ժամանակ (կանխված ավելցուկներ, որոնք հետաձգված են գործարքները)։

12) Մետրիկները և վերահսկողական հարցերը (չեկի թերթ)

Մետրիկները

Օգտագործողները p50/p95/p99 տարածաշրջաններում, error rate, availability։

Միջտարածաշրջանային egress (GB/օր), արժեքը/հարցումը։

Lag կրկնօրինակումը, հակամարտությունների մասը, նրանց լուծման միջին ժամանակը։

RTO/RPO, MTR/MTTD, ավտոմատ հաշվարկների քանակը։

1. Որոշե՞ լ են «տնային» տվյալները և residency քաղաքականությունը։

2. Գրված է RTO/RPO-ի և տարածաշրջանի հրաժարվելու սցենարները բժշկական ուսուցումներով։

3. Դիտարկումը միջով (treising/metric/loga) և հասանելի է SDE 24/7։

4. Քեշինգի և հաշմանդամության քաղաքականությունները փորձարկվում են գլոբալ։

5. Retries idempotent ալգորիթմները, ջիթերի և Time-աուտների հետ։

6. Նորարարությունները գլորվում են կանարեկով/տարածաշրջաններով, կան ապահով արձագանք։

7. Միջտարածաշրջանային արժեքի արժեքը վերահսկվում է, կան սահմաններ/ալերտներ։

13) Տիպիկ սխալներ

MSTL-ն չափազանց մեծ է 'դանդաղ ֆլեյլերը։

Հեռավոր տարածաշրջանում միակ վարպետը բարձր ձգձգումներ և նեղ բլուր է։

Չճանաչված clock skew-ը կոնֆլիկտային ID/ստորագրություններ է, սխալ dedupliations։

«Հրաշք-քեշը առանց հաշմանդամության» - անհամաձայնությունն ու ուղեբեռը եզրին։

Egress ծախսերի անտեսումը անսպասելի հաշիվներ են։

Մեկուսացման բացակայությունը կասկադային անկումներ է ամբողջ աշխարհում։

14) Ռազմավարության ընտրության մինի-ղեկավարությունը

Համաշխարհային ստատիկան և ընթերցանությունը գերակշռում են ՝ CDN + edge-cash, կենտրոնական գրառումներ։

Անհրաժեշտ են տեղական ձայնագրություններ ցածր ուշացումով 'Action/Action + geo-shard, CRDT/sagi-ի հակամարտություններ։

Փոքր ռուսական քննադատական ձայնագրությունների համար խիստ համաձայնություն 'CP-kvorum, առաջնորդը «ավելի մոտ փողի», միջտարածաշրջանային գործարքների սահմանափակումը։

Ինքնիշխան պահանջները տվյալներով 'կլաստերների ֆեդեգրաֆիա, իրադարձությունների/ագրեգատների ինտեգրում։

R2r/վալիդատորների մասշտաբը ՝ SDT + gossip, էկլիպսի հարձակումների սահմանափակումը, ցանցային պրովայդերների ինդեքսավորումը։

Եզրակացություն

Հանգույցների գլոբալ բաշխումը ոչ թե «աշխարհի քարտեզների սերվերներ» է, այլ նախագծել ամբողջական համակարգ, որտեղ երթուղայնացումը, տվյալները, անվտանգությունը, դիտարկումը և արժեքը աշխատում են համաձայնեցված։ Մոդելի գիտակցված ընտրությունը բացատրվում է, մտածված տեղաբանությունը, խիստ SLO-ն և կանոնավոր ուսմունքները հիմք են, որը թույլ է տալիս դիմակայել մոլորակային մասշտաբին առանց օգտագործողների և բյուջեի անակնկալների։