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什么是站点可靠性工程 （SRE）？
站点可靠性工程在确保数字服务的平稳运行和企业的整体成功方面发挥着至关重要的作用。 它的重要性在于它能够弥合系统开发和运营之间的差距，促进可靠性、可扩展性和效率的文化。 采用 SRE 的组织可以增强其客户体验、最大限度地减少停机时间并推动持续改进。
站点可靠性工程 （SRE） 已成为指路明灯，确保为全球企业提供高效可靠的软件系统。 本文将讨论 SRE 的历史、原则、重要性和基本指标，这些指标将重塑您对构建和维护强大在线服务的看法。
在阅读结束时，您将全面了解 SRE 如何彻底改变技术行业，使组织能够在适应不断变化的用户需求的同时实现卓越的可靠性。
站点可靠性工程 （SRE） 解释
站点可靠性工程 （SRE） 是一种管理和维护高度可扩展且可靠的软件系统的策略。 它通过将软件工程实践与操作相结合，使软件系统可靠、可扩展和有效。 谷歌发明了 SRE，以解决运行对可用性有高度需求的复杂系统的困难。 主要目标是构建可扩展且高度可靠的软件系统。
SRE 可以由工程组织内的个人或团队执行。 关注的领域包括系统的延迟、性能、效率、监视、应急响应和容量规划。 软件工程师、系统工程师或系统管理员经常担任站点可靠性工程师 （SRE）。
SRE 有三个重点领域：自动化、系统设计和增强系统弹性。 在 SRE 中，IT 专业人员努力实现流程自动化，确保高效和简化的运营。 他们还深入研究系统设计，以优化和提高其整体性能。 此外，他们的努力旨在提高系统弹性，使其强大并能够承受意外挑战。
任何人都可以使用一组概念和过程执行 SRE。 与安全工程一样，团队应为 SRE 中的良好安全实践做出贡献。 但是，企业可以聘请专业人员来实施和管理 SRE 实践。
企业可以聘请安全工程师来保护他们的互联网网络，并聘请SRE来定义和确保他们的系统可靠性目标。 虽然 SRE 偶尔被描述为 DevOps 的特定应用程序，但其主要目的是创建健壮可靠的系统，使其与更广泛的 DevOps 范围区分开来。
站点可靠性工程 （SRE） 简史
在 2000 年代初期，Google 引入了站点可靠性工程 （SRE） 来应对其庞大而复杂的基础设施挑战。 谷歌SRE团队的主要目标是弥合传统运营和软件工程之间的差距，以确保谷歌服务的可靠性。
意识到传统的运营和开发团队通常独立运作，这导致了效率低下和可靠性问题，引发了 SRE 的出现。 谷歌旨在通过将软件工程原则整合到运营中来提高其系统的可靠性、可扩展性和效率。
2016年，Jennifer Petoff，Niall Murphy，Betsy Beyer和Chris Jones撰写了“站点可靠性工程：Google如何运行生产系统”一书，该书对Google的SRE方法进行了广泛的概述。 这个宝贵的资源提供了一个全面的框架，分享了从谷歌的 SRE 团队获得的原则、方法和见解。 寻求采用 SRE 实践的企业可以从本书中提供的指南中受益，使他们能够从 Google 的 SRE 经验中吸取价值观、程序和教训。
SRE 经历了显着的增长，并被各行各业各种规模的组织广泛采用。 它已发展成为 DevOps 社区中受人尊敬的学科，强调了开发和运营团队之间合作的重要性。 这种合作方法已成为实施 SRE 实践的一个基本方面，并已被证明有助于提高整个行业的系统的可靠性和效率。
SRE已经发展到包含各种技术和工具，以确保系统的可靠性和可扩展性。 它强调利用自动化、监控和事件响应方法来提供可靠且可扩展的系统。 SRE 中一个值得注意的做法涉及创建和监控服务级别目标 （SLO），这些目标可作为评估和维护所需系统可靠性级别的基准。
随着 SRE 获得广泛认可，组织已调整和定制 SRE 指导原则和实践，以满足其特定需求。 最终，SRE已成为管理复杂系统的绝佳方法，使企业能够提供可靠的服务并提供令人满意的用户体验。
站点可靠性工程 （SRE） 的意义
由于各种原因，站点可靠性工程变得非常重要并受到高度重视，包括：
提高可靠性
SRE的主要目标是确保软件系统和服务的一致运行。 SRE 团队致力于通过实施和实现服务级别目标 （SLO） 来最大限度地减少服务中断和停机时间。 他们通过执行主动监视和事件响应实践来实现这一目标。 这些努力提高了系统可用性和可靠性，最终提高了用户满意度。
可扩展性和性能
SRE 非常强调创建能够处理不断提高的用户期望和不断增加的工作负载的系统。 SRE 团队确保系统可以使用容量规划、负载平衡和性能优化策略进行有效扩展。 因此，企业可以处理繁重的流量水平、需求激增和公司扩张，而不会遭受性能下降的影响。
更快的事件响应和恢复
SRE 团队擅长进行事后分析和及时执行事件响应。 他们的专长在于发现问题并设计切实可行的解决方案。 SRE专业人员通过实施有效的事件管理程序和进行全面的事后评估，努力减少事件的影响并防止其再次发生。 这有助于保持不间断的业务运营、减少停机时间和加快恢复过程。
效率和成本优化
SRE 增强了系统工作流程、程序和资源，促进了卓越运营。 SRE 团队通过自动执行重复性任务、优化流程和简化劳动密集型活动，努力提高生产力，同时最大限度地减少人为错误。 这种方法通过合理分配系统维护和运行所需的资源来提高系统效率并降低成本。
协作与协调
SRE在弥合开发和运营团队之间的差距，促进合作和目标一致方面发挥着至关重要的作用。 SRE 工程师与开发团队密切合作，分担责任并交换有价值的信息。 这种协作努力创建了高度可靠和可维护的系统，因为在整个软件开发周期中始终如一地考虑运营活动。 这确保了系统的设计和实施采取了必要的措施，以满足功能要求。
持续改进和学习文化
SRE提倡从事件中学习和持续发展的文化。 SRE 团队通过详细的事后评估、记录有价值的见解和实施预防措施来培养学习和问责的文化。 这种方法可帮助组织识别系统性问题，改进工作流程，并培养增强系统性能和可靠性的持续动力。
注意： SRE 的好处可能会有所不同，具体取决于组织的特定环境、规模和部门。 因此，在实施 SRE 之前，组织必须仔细评估其需求、可用资源以及对当前程序和文化的任何潜在影响。
站点可靠性工程 （SRE） 的基本原则
以下是站点可靠性工程的一些基本原则。
应用监控
SRE 团队了解在软件部署过程中可能会发生错误。 因此，他们不是追求完美，而是根据服务级别协议 （SLA）、服务级别指标 （SLI） 和服务级别目标 （SLO） 评估软件性能。 他们主动监控和跟踪生产环境中的性能数据，以获得见解并做出明智的决策。 这种方法承认错误的必然性，同时强调根据既定目标衡量和改进系统性能的重要性。
逐步变更实施
SRE 实践鼓励始终如一地提供频繁、微小的修改，以维护系统可靠性。 SRE 自动化工具通过利用标准化但重复的过程来执行以下任务。
- 降低与修改相关的风险
- 提供反馈回路以监控系统性能
- 加快并高效执行变更
通过自动化提高可靠性
SRE 遵循在整个交付过程中优先考虑可靠性的程序和规则。 以下是一些直接解决问题的技术：
- 创建与服务级别目标 （SLO） 一致的质量门，以便及早发现问题。
- 利用服务级别指标在构建过程中自动执行测试。
- 在软件开发的早期做出明智的架构决策，以保证弹性系统。
站点可靠性工程 （SRE） 中的可观测性
可观测性方法可帮助软件团队为最终用户提供产品时的不可预见情况做好准备。 SRE 团队采用技术来识别程序中的异常行为，更重要的是，收集数据，使开发人员能够识别任何问题的根源。 在 SRE 技术中，可观测性需要收集以下数据。
Metrics
指标是显示系统有效性或应用程序性能的定量数据。 SRE 团队使用指标来识别使用过多资源或性能不当的软件。
原木
为了响应特定事件，SRE 软件会生成称为日志的详细和带时间戳的记录。 这些日志是软件开发人员的宝贵资源，使他们能够了解导致特定问题的原因。
痕迹
跟踪是分布式系统中代码流的记录观察，侧重于特定功能。 它提供了分布式系统中各种操作和交互的详细描述，包括服务调用、数据库查询和外部 API 请求。
例如，签出订单购物车时可能包含以下步骤：
- 将数据库中的成本相加并使用支付网关进行身份验证
- 向供应商下订单
名称、ID 和时间构成跟踪。 它们有助于检测延迟问题并提高程序性能。 跟踪通常与其他监视或可观测性技术一起使用，以了解复杂系统的端到端行为并确保可靠性和性能。
监控在站点可靠性工程 （SRE） 中的作用
SRE 中的监视涉及观察应用程序中的预定指标。 监视工具由开发人员使用他们选择的参数进行配置，这些参数对于评估应用程序的运行状况至关重要。 SRE 团队收集并显示以图表形式表示系统性能的基本数据。 SRE 团队跟踪以下指标，以更深入地了解系统可靠性。
延迟
延迟是指应用程序响应请求时遇到的延迟。 例如，当用户在网站上提交表单时，大约需要 3 秒钟才能重定向到确认页面。
交通
流量监控衡量使用您的服务的并发用户数，使软件团队能够有效地分配计算机资源并为所有客户保持一致的高水平服务。
Errors
当应用程序无法执行或提供预期结果时，会发生错误。 SRE 团队利用软件工具自动监控和解决应用程序故障，包括网页加载失败或事务遇到问题的情况。
饱和
饱和度用作应用程序实时容量的指标，较高的饱和度级别通常会导致性能降低。 网站可靠性工程师监控饱和度，使其保持在特定阈值以下，确保最佳性能。
站点可靠性工程 （SRE） 的关键指标
SRE 团队使用以下指标衡量软件的服务交付质量和可靠性。
服务级别目标 （SLO）
服务级别目标表示您确信软件可以实现的精确且可量化的目标，而不会对其他指标产生负面影响。 以下是服务级别目标的示例：
- 正常运行时间： 系统保持活动状态而不中断的持续时间。
- 系统吞吐量：系统处理任务或请求的速率。
- 系统输出： 系统生成结果的数量。
- 下载速率： 应用程序加载和访问的速度。
SLO 保证交付给使用该程序的人。 例如，具有 99.95% 正常运行时间 SLO 的送餐应用程序可确保以最短的停机时间为客户提供可用性。
服务级别指示器 （SLI）
SLI 提供客观数据，用于监控、评估和比较一段时间内的服务质量。 它衡量 SLO 中概述的特定指标。 实际上，从 SLI 获得的值可能与目标 SLO 不同。 例如，应用程序的正常运行时间可能低于预期的 SLO，记录的 SLO 率为 99.92%。 这意味着应用程序的可用性略低于所需的级别。
服务级别协议 （SLA）
服务级别协议 （SLA） 是具有法律约束力的合同，指定未能满足一个或多个服务级别目标 （SLO） 的后果。 此类协议的一个例子是承诺在收到报告后 24 小时内解决客户的问题，如果您的技术人员未能在指定的时间内解决问题，您有义务赔偿消费者。
错误预算
错误预算表示不满足服务级别目标 （SLO） 的允许容错。 例如，如果 SLO 需要 99.95% 的正常运行时间，则最多可以接受 0.05% 的停机时间。 但是，如果软件超过允许的停机时间，软件团队将投入所有资源和精力来稳定程序。
站点可靠性工程 （SRE） 的潜在缺点
资源密集型
实施和维护 SRE 实践需要大量资源，包括熟练的 SRE 工程师、专业设备和强大的基础设施。 对于资源有限或预算紧张的小型企业来说，这可能是一个挑战。
文化转变
采用 SRE 通常需要转变组织文化，包括更改现有程序、打破孤岛和促进协作。 但是，实施 SRE 实践可能会受到组织对变革的抵制或缺乏支持的阻碍。
技能组合要求
SRE 需要结合软件工程、操作和领域知识的专业技能。 然而，在竞争激烈的就业市场中寻找和留住熟练的 SRE 工程师是很困难的。
过分强调可靠性
一些组织可能会过分优先考虑可靠性，导致决策过于谨慎和创新步伐放缓。 在可靠性和灵活性之间取得适当的平衡至关重要，以避免抑制进展速度。
复杂性
管理各种高度复杂的系统和技术可能很困难。 为了正确处理复杂性，SRE 团队必须及时了解不断发展的技术趋势和行业最佳实践。
掌握站点可靠性工程 （SRE）
站点可靠性工程在确保数字服务的平稳运行和企业的整体成功方面发挥着至关重要的作用。 它的重要性在于它能够弥合系统开发和运营之间的差距，促进可靠性、可扩展性和效率的文化。 采用 SRE 的组织可以增强其客户体验、最大限度地减少停机时间并推动持续改进。
但是，在采用 SRE 之前，组织应考虑其现有的基础结构、团队协作以及投资强大监视和自动化工具的意愿。 通过深思熟虑的方法，站点可靠性工程可以使组织实现卓越的可靠性并释放其全部潜力。
