跨地域复制
跨地域复制把数据副本放到不同地域。本文比较同步、异步、多地写入与故障域分布。
1. 面试核心
先记住这几条，再读正文- 同步复制延迟。 写入等待远端确认时，延迟包含远端通信与持久化耗时。
- 单主异步复制。 单主异步复制提供统一写入顺序，但远端提升存在数据丢失窗口。卡 · 综合题
- 多地写入。 多地本地写入减少远端等待，同时引入并发冲突。
- 副本与故障域。 多数派按投票节点计算，地域数量本身不足以证明容灾能力。卡 · 投票副本与地域故障域
- 冲突识别。 版本向量可识别因果与并发，标量时间戳只提供排序信息。卡 · 版本向量示例
2. 物理距离与延迟
写入若等待远端副本确认，就需支付相应网络往返。存储刷新和抖动也会影响尾延迟。增加地域后，实际延迟取决于写入等待哪些副本。
客户端离 Leader 很远时，请求入口也增加耗时。就近入口可转发请求，但写入路径仍受拓扑约束。
3. 单主跨地域
单主为同一数据提供一个写入入口。远端副本可异步复制并承接允许陈旧的查询。异步副本落后时，关键读取可回主地域。
单主也可采用同步复制。主的数量与确认方式是两个独立维度。
异步副本提升时，尚未复制的确认写入会丢失。数据风险应根据最后安全日志位置核对。业务允许的范围由 RPO 约束。
4. 同步多地域复制
跨地域共识组在规定的法定集合确认后提交。已提交数据的保留依赖协议、持久性和故障模型。继续写入还需要剩余投票节点形成多数。
4.1 投票副本与地域故障域
五个投票副本需要三票。若三地分布为 3、1、1，第一地域故障会失去多数。虽然只丢一个地域，集群仍会停写。
若分布为 2、2、1，任一地域故障后至少剩三票。该结论假设剩余节点互通且日志完整。接管地域还需有足够容量。
普通 Raft 的投票节点保存日志。产品若提供特殊见证节点，应按该产品协议核对。仅有选票并不自动代表存在可恢复的数据副本。
5. 多主写入
每地独立确认本地写入，可省去远端等待。分区恢复后，同一对象的并发版本需要合并。
LWW 按时间或版本规则选出一个值，会丢弃落选更新。CRDT 支持特定数据类型的合并。库存非负与全局唯一等规则仍需额外约束。
可按业务键分配 home region。不同数据在不同地域写入，同一数据保持单写所有者。
6. 版本与并发识别
版本向量为每个来源记录计数。逐项比较后，若一个向量全不小于另一个，它包含后者的历史。至少一项更大时，前者是后继版本。
6.1 版本向量示例
两个地域 A、B 共享版本 (1,1)。断网后，A 更新得到 (2,1)，B 更新得到 (1,2)。两者各有一项更大，因此属于并发版本。
合并时先保留双方信息，计数取逐项最大值。若 A 再生成合并后的新版本，可得到 (3,2)。具体值如何合并，仍由数据类型或业务规则决定。
单个 Lamport 时钟可让因果先后对应数值先后。反过来，数值更大并不能证明存在因果依赖。墙上时间的大小也无法独立识别并发。
7. 故障转移
主地域失联后，需先隔离旧写入权再接管。DNS、长连接和业务验证见故障转移。
旧地域恢复后先追平权威数据，再评估回切。两地历史分叉时，应按协议核对冲突数据。
8. 数据驻留
允许存储和处理数据的地域，应按数据类别明确配置。限制范围同时覆盖正文、备份、日志和遥测。
架构图应标出跨地域数据流。控制面共享元数据时，也需检查字段是否含敏感信息。
9. 恢复演练
演练应覆盖地域断网、复制落后和流量仍指向旧主。核对最后安全位置、实际丢失记录与重复请求。
多主系统还需验证冲突合并。单主系统需验证写入隔离和追赶。实际恢复时间与数据窗口用于对照目标。
10. 常见问题
10.1 两地三中心的容错范围
容错能力来自副本协议与票数分布。拓扑名称无法说明哪侧可写。还需确认数据完整性、切换路径和接管容量。
10.2 多活与写入所有权
应用多地接流量，可以配合数据单主。可合并数据也可多地写入。每类数据应按不变量独立选择。
11 · 面试题卡片
11.1 跨地域部署如何选择同步复制、异步复制和多主写入
出现公司：字节跳动、百度、美团、滴滴
题型：综合题
考察重点
- RTT、quorum、RPO 与可写性。
- 单主、同步共识与多主冲突。
- fencing、切流、数据驻留和恢复演练。
参考回答
单主异步复制适合统一写入顺序，并接受明确 RPO 的数据。
同步跨地域提交降低已确认写入的丢失风险，但增加远端等待。多地本地写入减少等待，却需要合并并发版本。
选择还需检查票数分布与故障域。五副本按 3、1、1 分布时，丢掉三票所在地域就会停写。切换需隔离旧写入权，并验证数据位置与接管容量。
11.2 五个投票副本分布在三个地域，为什么仍可能无法容忍单地域故障？
出现公司：暂无已核验的公开来源（本站自测）
考察重点：多数票、3/1/1 与 2/2/1 分布。
相关内容：投票副本与地域故障域。
参考回答
容错取决于票数分布。
3、1、1 分布中，三票所在地域故障后只剩两票。2、2、1 分布丢任一地域后仍有三票。继续服务还需剩余节点互通、日志完整且容量足够。
11.3 版本向量怎样识别并发，时间戳更大能否证明因果先后？
出现公司：暂无已核验的公开来源（本站自测）
考察重点：逐项比较、并发版本与合并语义。
相关内容：版本向量示例。
参考回答
版本向量按各来源计数逐项比较。
(2,1) 与 (1,2) 各有一项更大，说明更新并发。(3,2) 则包含双方历史。标量时间戳只给出数值顺序，大小无法独立证明因果关系。合并值仍需业务规则。