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在系统设计面试中，可用性百分比是软件工程师应该熟悉的基本知识。
在系统可靠性领域（System Availability），99.9% 或 99.99% 之类的可用性百分比是关键的基准。但是这些数字究竟意味着什么？它们又如何转化为实际停机时间（Downtime）？以下介绍了如何计算与不同可用性水平相关的停机时间，并使用示例来说明 99.9%、99.99% 和其他可用性目标所带来的预期。
什么是可用性百分比？
可用性百分比表示系统在给定时间段（通常是一年、一月或一天）内预计正常运行的时间比例。例如，99.9% 的可用性意味着系统在指定期间内可以停机 0.1% 的时间。
可用性百分比和停机时间
以下是根据不同时间段的可用性百分比计算停机时间的方法：
- 确定总时间周期：选择参考周期：
- 年：365 天，或 31,536,000 秒（365 天 × 24 小时 × 60 分钟 × 60 秒）
- 月：30 天，或 2,592,000 秒
- 日：24 小时，或 86,400 秒
- 计算允许的停机时间：使用公式：
停机时间 = 总时间周期 × (1 – 可用性百分比)
示例：99.9% 可用性的停机时间
99.9% 可用性的年度停机时间
- 一年中的总秒数：31,536,000
- 可用性：99.9% = 0.999
- 停机时间 = 31,536,000 × (1 – 0.999) = 31,536 秒
- 转换为小时和分钟：31,536 秒约为 8 小时 45 分钟
99.9% 可用性的月度停机时间
- 一个月中的总秒数：2,592,000
- 停机时间 = 2,592,000 × (1 – 0.999) = 2,592 秒
- 转换为分钟：2,592 秒约为 43.2 分钟
99.9% 可用性的每日停机时间
- 一天中的总秒数：86,400
- 停机时间 = 86,400 × (1 – 0.999) = 86.4 秒
- 转换为分钟：86.4 秒约为 1.44 分钟
更高可用性水平的停机时间
对于具有更高可用性目标的系统，如 99.99% 或 99.999%，允许的停机时间会变得更短。以下是总结不同可用性水平停机时间的表格：
| 可用性 | 年度停机时间 | 月度停机时间 | 每日停机时间 |
|---|---|---|---|
| 99.9%（三个 9） | 约 8 小时 45 分钟 | 约 43.2 分钟 | 约 1.44 分钟 |
| 99.99%（四个 9） | 约 52.6 分钟 | 约 4.4 分钟 | 约 8.6 秒 |
| 99.999%（五个 9） | 约 5.3 分钟 | 约 26 秒 | 约 0.86 秒 |
| 99.9999%（六个 9） | 约 31.5 秒 | 约 2.6 秒 | 约 86 毫秒 |
高可用性的重要性
具有高可用性目标的系统对于那些停机会直接影响收入、客户满意度或安全的行业至关重要。实现这些目标需要精心设计，包括负载均衡、冗余、故障转移机制，有时还需要资源的地理分布。
总结
可用性百分比提供了表达系统可靠性的一种方便方式，但将其转换为停机时间则可以更清楚地看到面临的风险。使用这些计算来设置现实的可用性目标，并相应地准备您的基础设施。
英文：Understanding Availability Percentages: Calculating Downtime for Your Systems
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