Hardware and Software Architectures for Fault Tolerance pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Banatre, Michel; Lee, Peter A.;

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:1994-03-23

价格:USD 69.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783540577676

丛书系列:

图书标签:

• Fault Tolerance
• Hardware Architecture
• Software Architecture
• Reliability Engineering
• Distributed Systems
• System Design
• Computer Engineering
• Redundancy
• Error Detection
• Error Recovery

《韧性之道：探寻信息系统的稳健之路》 在数字浪潮汹涌澎湃的今日，信息系统的稳定与可靠已不再是锦上添花，而是生命线。从关乎国计民生的关键基础设施，到承载日常生活的网络服务，任何一次突如其来的宕机或数据丢失，都可能引发不可估量的损失。本书《韧性之道：探寻信息系统的稳健之路》正是一部献给那些渴望构建真正坚不可摧信息系统的探索者们的厚重之作。它并非一本冰冷的教科书，而是一位经验丰富的向导，引领读者穿梭于复杂的技术迷宫，揭示那些让系统“不屈不挠”的深刻原理与实践智慧。 我们深知，构建高可用、高可靠的系统并非易事，它需要跨越硬件、软件、网络乃至于流程管理的多个维度。本书的结构设计，正是为了全面而深入地剖析这个问题。我们将从最基础的层面——物理层面的冗余与防护——展开，探讨如何通过硬件的精心设计来抵御单点故障。这包括但不限于：服务器冗余（如双机热备、N+1备份）、存储冗余（RAID技术的多重保障、分布式存储的容错机制）、网络冗余（链路聚合、多路径连接、冗余交换机与路由器）以及电源冗余（UPS、发电机组的联动）。我们将深入分析各种冗余策略的适用场景、成本效益以及潜在的性能权衡，帮助读者理解“有多少冗余才算足够”，并在有限的资源下做出最优选择。 然而，再坚固的硬件也无法保证软件的完美无缺。因此，本书将话锋转向软件层面的容错机制。在这里，我们将重点剖析支撑现代分布式系统高可用性的关键技术。分布式事务的管理，如同一个精心编排的芭蕾舞，必须确保所有参与者的动作协调一致，即使某个舞者出现失误，整个表演也能平稳继续。我们将深入研究两阶段提交（2PC）、三阶段提交（3PC）等协议的原理、优缺点及实际应用中的挑战，并探讨补偿事务（Saga模式）等更具弹性的解决方案。 故障检测与隔离是软件容错的另一道重要防线。系统需要有敏锐的“感知器”，能够快速发现潜在的问题，并将其与正常运行的部分隔离开来，防止“一人得病，全家遭殃”。我们将详细讲解各种健康检查（Health Check）机制，包括心跳检测（Heartbeat）、超时机制（Timeout）、断路器模式（Circuit Breaker）等，并讨论如何构建有效的故障转移（Failover）与故障恢复（Failback）策略。在微服务架构日益普及的今天，服务的独立性至关重要。本书将重点关注如何通过合理的API设计、服务隔离、资源限制（如限流、降配）以及优雅降级（Graceful Degradation）等手段，将单个服务的故障影响范围降至最低。 数据的一致性与持久性是任何可靠系统的基石。即使系统能够持续运行，如果数据丢失或不一致，其存在的意义也将大打折扣。本书将深入探讨一致性模型，从强一致性到最终一致性，分析它们在不同场景下的适用性，并详细介绍实现这些模型所依赖的关键技术，例如分布式共识算法（Paxos、Raft）、版本向量（Vector Clocks）、多版本并发控制（MVCC）等。同时，我们将讲解数据备份与恢复的最佳实践，包括全量备份、增量备份、差异备份以及不同恢复策略的演练，确保在发生灾难性故障时，数据能够迅速、完整地恢复。 除了技术层面的深入剖析，本书同样重视系统层面的设计思想与实践经验。我们相信，韧性并非一蹴而就，而是一个贯穿整个生命周期的持续演进过程。因此，本书将 devote 篇幅探讨容错设计的最佳实践。这包括：明确故障模型，了解系统可能遭遇的各种故障类型，并据此进行针对性设计；最小化故障影响，设计时始终将“如果出现故障，会怎么样？”作为重要考量；实现可观察性（Observability），通过日志、指标（Metrics）、追踪（Tracing）等手段，让系统的运行状态透明可见，便于故障诊断和性能优化；构建自动化恢复机制，减少人工干预，提高响应速度；进行严格的容错测试，包括混沌工程（Chaos Engineering），主动注入故障，检验系统的鲁棒性。 本书还将审视云原生时代下的系统韧性。在弹性的云环境中，资源的动态分配和服务的快速部署是常态。我们将探讨云平台提供的各种容错服务，如自动伸缩（Auto Scaling）、负载均衡（Load Balancing）、多可用区部署（Multi-AZ Deployment）、托管数据库的容错特性等，并分析如何将这些云原生能力与我们之前讨论的各种容错技术相结合，构建更加智能、自愈的分布式系统。 此外，本书还会触及面向特定领域的韧性挑战。例如，在高频交易系统中，毫秒级的延迟和极高的数据准确性是生命线，容错设计必须在性能与可靠性之间找到极致的平衡点；在物联网（IoT）系统中，设备分布广泛、网络连接不稳定是常态，容错设计需要考虑边缘计算、离线处理以及数据同步的复杂性；在嵌入式系统中，资源受限但对可靠性要求极高，容错设计需要精巧且高效。 《韧性之道》并非提供一劳永逸的“银弹”，而是鼓励读者拥抱一种持续改进的思维模式。系统韧性的构建是一个动态的过程，随着技术的演进和业务的发展，新的挑战会不断涌现。本书所倡导的，是一种“拥抱不确定性，设计应对之”的哲学。它旨在培养读者对潜在风险的敏锐洞察力，以及在复杂系统中构建和维护高可用、高可靠性解决方案的能力。 阅读本书，您将获得： 对信息系统故障的全面认知：从硬件故障到软件缺陷，从网络中断到人为失误，理解各种故障的根源与影响。 掌握核心的容错技术与策略：深入理解冗余、故障检测、隔离、转移、恢复、数据一致性与持久性等关键技术。 学习实用的设计原则与最佳实践：掌握如何从设计之初就构建具备韧性的系统，并能通过可观察性与自动化进行持续优化。 洞悉云原生时代下的系统韧性构建：了解如何利用云平台的服务和技术，提升系统的弹性和自愈能力。 汲取面向不同领域的韧性构建经验：了解不同行业和应用场景下的特殊容错需求与解决方案。 无论您是系统架构师、软件工程师、运维专家，还是对构建稳定可靠的信息系统充满热情的研究者，本书都将是您手中不可或缺的宝贵资源。它将帮助您拨开迷雾，看见那条通往信息系统稳健运行的坚实之路。

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