系统架构师知识：高可用系统设计
系统架构中的高可用设计
系统架构中的高可用设计在现代的计算机系统中，高可用性已经成为一个必备的属性。
系统设计师需要考虑一系列问题来确保系统具有高可用性，因为任何的中断都可能导致系统崩溃，而这对于许多任务来说都是不可接受的。
在系统架构中，高可用性是指一个系统能够在故障或其他障碍出现时自动继续工作，而不中断或减少服务质量。
高可用性设计的核心在于两点：一是必须确保系统的稳定性；二是必须确保快速恢复能力。
为明确这两点，系统设计师可以将系统划分为不同的组件，然后设计出相应的容错和恢复机制。
下面我们将讨论设计高可用系统的一些重要问题。
1. 组件的冗余性一个系统中的主要组件应该都有备用组件。
这些备用组件可以在一个主要组件出现故障时立即用来取代它。
如何存储数据也是一个重要问题，数据的冗余存储可以防止数据丢失。
一些例子是冗余磁盘阵列（RAID）和网络存储（NAS）设备，它们可以防止数据丢失，并使数据恢复变得简单。
2. 容错与恢复机制容错是一种技术，可以在组件出现故障时自动将任务切换到其他可用组件。
恢复机制是一种技术，可以在系统由于某些原因停止工作后自动重新启动。
设计师可以使用这些技术来确保系统一直运行，并在出现任何问题时自动恢复。
3. 负载均衡负载均衡是一种技术，可以确保系统在不同的组件之间分配工作负载。
这可以帮助确保任何一个组件不会超载。
负载均衡可以通过多种方式实现，如DNS轮询、基于应用程序的负载均衡等。
4. 云托管云托管服务可使应用程序托管在云服务器上，这些服务器提供稳定性和容错性更好的环境。
使用云托管的好处是，可以将服务分散在服务提供商的多个数据中心或区域中，以便提高服务的可用性和容错性。
5. 安全性系统应该具有适当的安全机制，以保护其免受黑客攻击或其他恶意行为的影响。
这涉及到多个方面，包括网络、应用程序、数据库等等。
工程师应该考虑不同类型的安全性措施，并且根据需要选择和实施。
总之，高可用性设计是保证系统能够持久运行，并且在出现问题时能够快速恢复的关键。
2024年系统架构设计师的具体职责(四篇)
2024年系统架构设计师的具体职责职责：1.可以独立搭建软件开发项目系统架构(平台、数据库、APP+WEB 接口设计和应用架构等)，缓存架构，文件服务器架构2.负责软件系统平台核心功能模块设计、核心代码开发3.负责组织技术架构、解决方案的评审，编辑设计、开发、接口文档等4.主导承担过至少一个大型项目5.高可扩展能力，高并发性能，高吞吐能力以解决以后日益增长的用户任职要求：1、计算机、信息、软件工程等相关专业大学本科及以上学历2、____年以上后端工作经验，____年架构经验3、有很强的分析复杂问题和解决复杂问题的能力，有强烈的责任心和使命感4、技术视野开阔，学习和抗压能力好，具备良好的沟通和组织协调能力2024年系统架构设计师的具体职责（二）____年，系统架构设计师将面临着更加复杂和多样化的技术环境和需求。
他们将承担着更多的责任和挑战，需要具备更加全面和深入的技术知识和领导能力。
以下是____年系统架构设计师的具体职责：一、系统架构设计1. 系统需求分析：系统架构设计师需要与客户和业务团队合作，理解客户需求，并将其转化为技术要求和设计需求。
2. 系统设计规划：根据需求分析，系统架构设计师负责提出整体的系统设计方案，包括软件架构、硬件架构、数据架构等。
3. 技术选型：系统架构设计师需要评估和选择最适合的技术工具和技术框架，以满足系统设计目标和需求。
4. 系统集成和交互设计：系统架构设计需要设计并协调不同系统组件之间的集成和交互，确保系统的整体一致性和稳定性。
二、技术领导和团队管理1. 技术指导和支持：系统架构设计师需要为团队成员提供技术指导和解决方案支持，确保设计和开发的质量和准时交付。
2. 团队管理：系统架构设计师需要管理和领导一个多学科和多功能的团队，包括软件工程师、数据库专家、测试工程师等，确保团队的协调工作和目标达成。
3. 技术培训和学习：系统架构设计师需要持续学习和研究最新的技术和行业趋势，不断提升自己和团队的技术能力。
架构师证书考试内容
架构师证书考试内容
架构师证书考试内容包括以下方面：
1. 系统设计：掌握系统设计的基础知识和方法，能够使用常见的系统设计模式和架构风格，设计出具有高可用性、可扩展性和可维护性的系统。
参考内容：《分布式系统常用设计模式》、《架构风格与设计模式》、《架构设计原则与实践》等。
2. 技术栈知识：掌握多种编程语言、平台和框架的知识，熟悉它们的特点和优缺点，能够根据不同的需求选择合适的技术栈。
参考内容：《Python编程从入门到实践》、《Java核心技术》、《Node.js实战》等。
3. 系统架构：掌握系统架构的设计、演进和管理知识，能够根据业务需求和技术趋势选择合适的系统架构，并能够对现有的系统进行优化和重构。
参考内容：《企业应用架构模式》、《微服务设计》、《云原生应用架构实践》等。
4. 数据库设计：掌握数据库的基本原理和设计方法，能够根据应用的需求选择合适的数据库类型和设计方案，并能够进行数据库性能优化和容灾设计。
参考内容：《数据库系统概念》、《MySQL技术内幕》、《NoSQL数据库原理与实践》等。
5. 安全设计：掌握系统的安全设计和实现方法，能够识别和防范常见的安全风险，保护系统数据的机密性、完整性和可用性。
参考内容：《Web应用安全权威指南》、《软件安全架构》、《网络安全与加密技术》等。
系统架构设计师 笔记
系统架构设计师笔记一、系统架构基础。
1. 定义与概念。
- 系统架构的含义：从整体上描述系统的组成结构、各组件的功能与关系，以及系统运行的原理等。
- 与软件工程的关系：系统架构是软件工程中的高层次设计，为软件项目的开发提供蓝图。
2. 架构风格。
- 分层架构。
- 优点：各层职责明确，易于维护和扩展。
例如，常见的三层架构（表示层、业务逻辑层、数据访问层），表示层负责与用户交互，业务逻辑层处理业务规则，数据访问层操作数据库。
- 缺点：层与层之间可能存在过度耦合的情况，如果分层不合理会影响系统性能。
- 客户端 - 服务器架构（C/S）- 特点：客户端负责用户界面展示和部分业务逻辑处理，服务器端负责数据存储和核心业务逻辑处理。
如早期的邮件客户端软件，客户端软件负责邮件的收发界面操作，服务器端存储邮件数据并进行邮件的转发等操作。
- 适用场景：适用于对交互性要求较高、网络环境相对稳定的应用，如企业内部管理系统。
- 浏览器 - 服务器架构（B/S）- 特点：用户通过浏览器访问服务器上的应用，服务器端承担更多的业务逻辑和数据处理。
例如，Web邮件系统，用户只需在浏览器中输入网址即可使用邮件服务，服务器端负责邮件的存储、收发和用户管理等功能。
- 适用场景：便于部署和更新，适用于广泛的互联网应用，用户无需安装专门的客户端软件。
3. 架构视图。
- 逻辑视图：描述系统的功能组件及其关系，从功能角度展示系统的结构。
例如，在一个电商系统中，逻辑视图可能包括用户管理模块、商品管理模块、订单管理模块等，以及它们之间的交互关系，如用户管理模块为订单管理模块提供用户信息。
- 物理视图：关注系统的硬件部署和软件安装情况。
电商系统的物理视图可能包括服务器的分布（如应用服务器、数据库服务器的部署位置），网络设备（路由器、防火墙等）的连接情况，以及软件在不同服务器上的安装情况。
- 进程视图：着眼于系统运行时的进程和线程情况。
在多用户的电商系统中，进程视图会描述订单处理进程、用户登录验证进程等的并发执行情况，以及进程之间的同步和通信机制。
高级系统架构设计师考试内容
选择题：高级系统架构设计师在设计系统时，首要考虑的因素是？A. 系统的美观性B. 系统的可扩展性（正确答案）C. 系统的开发成本D. 系统的短期收益在进行系统架构设计过程中，下列哪项不是必须遵循的原则？A. 模块化设计（正确答案）B. 尽可能使用最新的技术C. 高内聚，低耦合D. 考虑系统的容错性和恢复能力高级系统架构设计师在应对复杂系统设计时，常采用的设计模式是？A. 单一职责模式B. 分层架构模式（正确答案）C. 状态模式D. 工厂模式下列哪项不是高级系统架构设计师在系统规划阶段的主要任务？A. 确定系统的硬件需求B. 编写详细的系统实现代码C. 设计系统的整体架构（正确答案）D. 评估系统的性能和安全性在进行分布式系统设计时，高级系统架构设计师最关注的问题是？A. 系统的响应时间（正确答案）B. 系统的开发语言选择C. 系统的用户界面设计D. 系统的测试策略下列哪项技术不是高级系统架构设计师在设计高可用系统时常用的？A. 负载均衡（正确答案）B. 单点登录C. 数据备份与恢复D. 失效转移高级系统架构设计师在设计系统时，为了保障系统的安全性，通常会采取的措施是？A. 使用最新的编程语言B. 进行严格的安全测试与审计（正确答案）C. 尽可能减少系统的功能模块D. 忽略非功能性需求在进行系统架构设计评审时，下列哪项不是评审团队通常关注的内容？A. 系统的可扩展性B. 系统的实现细节（正确答案）C. 系统的维护成本D. 系统的风险与应对措施高级系统架构设计师在设计大型系统时，为了提高系统的可维护性，通常会采用的设计策略是？A. 尽可能使用复杂的算法B. 设计清晰的模块接口与依赖关系（正确答案）C. 忽略系统的文档编写D. 使用最新的开发工具。
系统架构设计师一本通-精华知识点
系统架构设计师一本通-精华知识点一、系统架构基础概念。
1. 架构定义与目标。
- 系统架构是对系统的组成结构、元素间关系、系统与环境间关系等的高层次描述。
其目标包括满足功能需求、非功能需求（如性能、可靠性等），并为系统的演进提供框架。
- 例如，企业级信息系统架构需要考虑不同业务模块间的数据交互、用户访问权限管理等多方面因素。
2. 架构视图。
- 逻辑视图：描述系统的功能组件及其关系，关注系统的功能需求。
如电商系统中用户管理、商品管理、订单处理等功能模块的逻辑关系。
- 物理视图：涉及系统的硬件、软件在物理环境中的部署。
例如，服务器的分布、网络设备的连接等。
- 开发视图：着眼于软件开发过程中的模块划分、代码结构等。
对于大型软件项目，合理的开发视图有助于提高代码的可维护性和开发效率。
- 进程视图：主要针对系统运行时的进程、线程等的交互与调度。
在多用户并发访问的系统中，进程视图能帮助优化资源分配和提高响应速度。
3. 架构风格。
- 分层架构：将系统按照功能层次进行划分，如常见的三层架构（表示层、业务逻辑层、数据访问层）。
每层有明确的职责，层与层之间通过接口进行通信。
这种风格提高了系统的可维护性和可扩展性。
- 微服务架构：将系统拆分为多个小型、独立的服务，每个服务都可以独立开发、部署和扩展。
例如，在电商系统中，用户服务、商品服务、支付服务等微服务可以根据业务需求灵活组合和演进。
- 事件驱动架构：基于事件的产生和处理构建系统。
在物联网系统中，传感器产生的事件可以触发相应的处理逻辑，如温度传感器检测到异常温度后触发报警机制。
二、需求工程。
1. 需求获取。
- 与用户、利益相关者进行沟通，采用的方法包括访谈、问卷调查、观察等。
例如，开发医疗信息系统时，通过与医生、护士、患者等不同角色的访谈，获取他们对系统功能和操作流程的需求。
- 收集业务流程、规则等信息。
对于金融系统，需要深入了解各种金融业务的交易规则、风险控制流程等需求。
软考高级架构师系统设计40题
软考高级架构师系统设计40题1. In a system design, which of the following is the most important consideration for scalability?A. Hardware performanceB. Software architectureC. Network bandwidthD. User interface design答案：B。
解析：软件架构对于系统的可扩展性至关重要。
硬件性能在一定程度上影响，但不是最关键的。
网络带宽主要影响数据传输，对可扩展性的直接影响较小。
用户界面设计与系统的可扩展性关系不大。
2. When designing a system, which principle should be followed to ensure high availability?A. RedundancyB. Minimization of componentsC. Simple architectureD. Low cost答案：A。
解析：冗余是确保高可用性的重要原则。
减少组件可能会降低复杂性，但不一定能保证高可用性。
简单架构有助于理解和维护，但不是保证高可用性的关键。
低成本通常不是高可用性设计的首要考虑因素。
3. Which of the following is a key factor in determining theperformance of a system?A. The number of usersB. The algorithm usedC. The color scheme of the interfaceD. The brand of the hardware答案：B。
解析：算法的优劣直接决定了系统的性能。
用户数量会影响系统负载，但不是决定性能的根本因素。
界面的颜色方案与性能无关。
硬件品牌对性能有一定影响，但算法的影响更为关键。
架构师面试题及答案
架构师面试题及答案架构师是软件开发领域中非常重要的职位之一。
在面试过程中，候选人可能会遇到各种各样的问题，这些问题旨在考察其对系统架构设计、技术选择和解决方案等方面的理解和思考能力。
本文将为您提供一些常见的架构师面试题及其答案，以供参考。
1. 什么是系统架构？系统架构是指描述系统结构、组成部分以及它们之间的关系的一种形式化描述。
它涉及到软件架构、硬件架构、网络架构等方面，并包括了各个层次的设计和决策。
2. 请简要介绍一下您之前参与的项目。
在回答这个问题时，应着重介绍与架构设计相关的项目，包括项目的规模、涉及的技术栈、解决的问题以及您在其中的角色和贡献等方面。
3. 在设计一个分布式系统时，您通常会考虑哪些方面？在设计分布式系统时，需要考虑以下方面：- 可用性和可伸缩性：如何确保系统对故障和负载增加的扩展性。
- 数据一致性：如何保证分布式环境下数据的一致性和可靠性。
- 安全性：如何防止未经授权的访问和保护数据的安全。
- 性能优化：如何通过合理的设计和技术选择提高系统的性能。
- 故障恢复：如何快速并可靠地恢复系统在发生故障时的运行状态。
4. 请说说您对微服务架构的理解。
微服务架构是一种将应用程序拆分为一组小型、独立运行的服务的软件架构风格。
每个服务都可以独立开发、测试、部署和扩展，它们通过网络接口进行通信。
微服务架构可以提高系统的可伸缩性、灵活性和可维护性。
5. 在设计高可用系统时，您会采用哪些方法来保证系统的可用性？为了保证系统的高可用性，可以采用以下方法：- 副本和备份：通过部署多个节点或使用备份系统来实现容错性。
- 负载均衡：通过将流量分发到多个服务器，实现负载的均衡，避免单点故障。
- 自动恢复：通过监控系统状态，及时检测到故障并进行自动恢复。
- 容错设计：使用可插拔组件、断路器等方法，确保即使某个组件失败，系统仍然可用。
6. 在架构设计中，您如何选择合适的技术栈？在选择技术栈时应该考虑以下几点：- 功能需求：选择的技术栈是否能够满足系统的功能需求。
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系统架构师知识：高可用系统设计
系统架构师知识：高可用系统设计
高可用系统设计，常见于大中型互联系统架构设计。
下面为大家整理了一些关于高可用系统设计的知识，一起来了解一下!
1、系统可用性
系统可用性定义：MTTF/(MTTF+MTTR) * 100%
MTTF： mean time to failure，平均失效前时间，也就是正常运行的时间
MTTR： mean time to restoration，平均恢复前时间,也就是故障时间
系统高可用性(High Availability)通常来描述一个IT系统经过专门的设计，减少计划和非计划停工时间，保持其服务的高度持续可用性。
影响系统可用性的因素很多，包括硬件、软件、网络和环境(比如机房温度)等，除了常见的CPU、内存、IO、网络、锁等因素，还需要考虑各种支持设备和系统、非技术的因素，总之，系统可用性是一个综合因素影响的结果。
2、高可用的模式
系统高可用性的常用设计模式包括三种，包括:
(1)、主备(Active-Standby)
工作原理：主机工作，备机处于监控准备状况;当主机宕机时，备机接管主机的一切工作，待主机恢复正常后，按使用者的设定以自动(热备)或手动(冷备)方式将服务切换到主机上运行。
一般需要人工干预才能回复初始状态。
(2)、互备(Active-Active)
工作原理：两台主机(A标记为主,B标记为备)同时运行各自的服务工作且相互监测情况，当任一台主机(A)宕机时，另一台主机(B，启用并标记为主)立即接管它的一切工作，保证工作实时可用
(3)、集群(Cluster)
工作原理：多台具有相同能力的服务同时对外提供透明服务，所
有服务之间都是Active-Active关系，并分担处理服务请求，一般通过总控节点或集群软件(例如zookeeper等)进行高可用的控制。
3、高可用的设计
高可用的设计没有完美的标准答案。
但是根据工程经验，我们可以总结出高可用设计的一个重要指标：
不要有单点。
不要有单点。
不要有单点。
如果是在设计开发实现和维护大中型web系统，通常我们会从互联系统中最容易出现问题，同时也最不容易横向扩展的.节点下手(包括网络和存储系统)，排查并解除系统中的薄弱环节，争取保证整个系统中绝不出现单点这一死角，或者出现单点，但也可以通过成熟的优化手段(缓存、队列、sharding、负载均衡和异地容灾等)实现高可用。
你可能还是会有疑问：是不是系统中没有单点了保证高可用了就一定不出事情了呢?
答案是，还是可能会出事，而且可能都是大事。
今年的黑色五月份的几起重大IT事故，无情地告诉我们，再高明的设计，碰到物理破坏或者权限控制不当而误操作或者DDoS都有可能让开发和设计人员的所有心血付之东流。