面向可用性与可靠性的系统构成
標準约 37 分钟6 个术语过去问 14 题
本单元目标
- 能够根据平时如何使用两套系统,区分 双重系统 与 双工系统。
- 能够说明 集群 与 复制 各自把什么做成多份,从而让系统更不容易停止。
- 能够判断 RAID 的各个方式能否承受 1 块磁盘故障以及可用容量是多少,并说出 NAS 是什么样的设备。
术语总表(6 个)
术语
双重系统(デュアルシステム)是让两套系统同时执行同一处理,并核对结果来确认其正确性的结构。
- 输入
- 两套系统执行同一处理
- 核对两个结果
- 确认一致后输出
两套系统都承担正式处理,核对时一旦发现结果不一致,就能知道其中一套出现了异常。由于始终要让两套设备同时运转,成本较高,但适合需要高可靠性的业务。
类比就像会计工作中,两名职员各自计算同一张单据的合计,每次都核对答案是否一致。
记法英语 dual 意为“两个的”。可以联想双手各持一刀、两把刀同时挥动的“二刀流”。
考点
- 常考在双重系统(デュアルシステム)中,若一套系统发生故障,就将其分离,只用另一套系统继续处理。
该术语的过去问 1 题 デュアルシステム →
双工系统(デュプレックスシステム)准备好承担正式处理的主用系统(現用系,又称主系统)和防备其故障的备用系统(待機系,又称从系统),在故障时切换到备用系统。
平时只有主用系统执行正式处理,备用系统在待命期间也可以承担其他处理。主用系统停止后,处理会转移到备用系统以维持业务,但切换期间服务可能会暂时中断。
类比就像一家公交公司:替补司机平时做办公室工作,只有在负责的司机突然请假的那天才握方向盘。
记法duplex 在英语中也指两户共用一面墙、并排而建的住宅。可以想象隔壁那户随时可以搬进去住。
考点
- 常考在双工系统(デュプレックスシステム)中,承担正式处理的只有主用系统(現用系)这一套,备用系统(待機系)的闲置能力可以用于其他处理。
- 易混双重系统(デュアルシステム)让两套都执行正式处理并核对结果;双工系统则把正式处理交给一套,让另一套待命以便切换。
该术语的过去问 1 题 デュプレックスシステム →
集群(クラスタ)是用网络把若干台计算机连接起来协同工作,使用户看来像一个系统的结构。
用户无需关心是哪一台在处理就能使用。即使某一台发生故障,其余各台也会接手处理,整个系统不会停止。只要增加台数就能方便地扩大规模,这也是它的特点。
类比就像几名店员分担同一条收银队伍的商店。一人去休息,队伍也不会停下;顾客多了,再加店员就行。
记法cluster 在英语中是“一串葡萄”。一粒粒果实聚成一串的样子,正好对应多台机器看起来像一台。
考点
- 常考集群(クラスタ)不仅用于提高抗故障能力,也用于让多台计算机分担大量请求,从而提升处理能力。
该术语的过去问 2 题 クラスタ →
复制(レプリケーション)是主要由 DBMS(管理数据库的软件)提供的一种功能:在另一台服务器上也放置数据库内容的副本,并把原服务器上的更新反映到副本一侧,使两者保持同步。
副本服务器拥有与原服务器相同的内容,因此即使原服务器发生故障,也能在副本服务器上继续处理,系统不停机、持续可用的程度(可用性)随之提高。把读取请求分配给副本服务器,可以减轻原服务器的负担,也有助于提升性能。
类比就像总店每在商品台账上记一笔,分店的台账上也会收到同样的一笔。即使总店关门,也能用分店的台账回答询问。
记法replica 意为“复制品”,和美术馆里的复制品是同一个词。可以记成:不断制作与真品难以分辨的副本的功能。
考点
- 常考复制(レプリケーション)是 DBMS 提供的功能,通过在服务器之间持续复制并同步数据来提高可用性(可用性),也有助于提升性能。
- 易混备份(バックアップ)是把某一时刻的内容另行保存,以便日后恢复到那个时刻。复制则在每次更新时都反映到副本服务器,使内容始终保持一致。
该术语的过去问 2 题 レプリケーション →
RAID 是把多块磁盘组合起来当作一个整体使用,并通过数据的存放方式来实现高速化或提高容错性的技术。
数据的存放方式用称为 RAID 级别(RAID レベル)的编号来区分,不同方式在速度、抗故障能力和可用容量之间的平衡各不相同。RAID5 的奇偶校验(パリティ)是由数据计算得出的恢复用信息,即使丢失 1 块磁盘的内容,也能结合其余数据重新算出原来的内容。
类比如果在写有 3 个人分数的纸之外,另留一张只写总分的纸,那么即使丢了其中 1 个人的纸,也能用总分减去另外 2 人的分数求回来。
记法RAID 的 R 是 Redundant(冗余)。不过只有 0 号的冗余为零,可以和数字 0 联系起来记。
考点
- 常考RAID1(镜像,ミラーリング)在所有磁盘上写入相同数据,因此 1 块磁盘故障后也能用其余磁盘继续运行。代价是可用容量只有 1 块磁盘的量。
- 常考RAID5 即使有 1 块磁盘故障,也能用其余数据和奇偶校验(パリティ)重新算出丢失的内容。由于要用 1 块磁盘的容量存放奇偶校验,可用容量相当于(磁盘数 − 1)块磁盘。
- 易混条带化(ストライピング,RAID0)是分割数据并行写入以提高速度的方式,镜像(RAID1)是重复写入相同数据以防备故障的方式。
该术语的过去问 3 题 RAID →
NAS 是直接连接局域网(LAN)使用、专门用于共享文件的存储设备。
它本身具备管理和提供文件的功能,因此无需另外准备服务器用的计算机,网络上的多台终端就能读写同一批文件。也有很多产品用 RAID 构成内部磁盘,具备应对故障的能力。
类比就像放在部门中央的公用书架。无论从谁的座位过来,都能从同一个书架取出或放回资料。
记法取自 Network Attached Storage 的首字母。按英语直接读成“连接(attached)在网络上的仓库”,样子就浮现出来了。
考点
- 常考NAS 是直接连接网络、用于共享文件的存储设备,多台终端可以通过网络使用同一批文件。
- 易混RAID 是把多块磁盘捆绑成一个整体使用的技术,而 NAS 是连接网络、让大家共享文件的设备。
该术语的过去问 2 题 NAS →
要点
- 双工系统 在从主用系统切换到备用系统期间,服务可能会暂时中断。
- 集群 可通过增加台数方便地扩大规模,并能防止因 1 台故障导致整体停止。
- 复制 使副本服务器与原服务器持续同步,因此即使原服务器停止,也能在副本服务器上继续处理。
- RAID 的可用容量:由 n 块磁盘构成时,RAID0 为 n 块,RAID1 为 1 块,RAID5 为 n − 1 块。
- NAS 是直接连接局域网(LAN)、可供多台终端使用同一批文件的存储设备。
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