Τι είναι η διαθεσιμότητα και η αξιοπιστία στο σχεδιασμό συστημάτων;

Question

Accepted Answer

**Availability** (το σύστημα είναι ενεργό και προσβάσιμο) και **reliability** (το σύστημα λειτουργεί σωστά) είναι βασικές μη-λειτουργικές απαιτήσεις. Η επίτευξή τους περιλαμβάνει redundancy, fault tolerance, εξάλειψη μοναδικών σημείων αποτυχίας και χειρισμό αποτυχιών με ευχέρεια.

## Availability vs reliability

```text
AVAILABILITY → the system is UP and responsive (accessible when needed):
  → measured as uptime % ("nines": 99.9% = ~8.7h/year down; 99.99% = ~52min/year)
RELIABILITY → the system works CORRECTLY (does what it should, without failures/errors):
  → related but distinct (a system can be up but returning wrong results — available but
    unreliable)
→ both matter: users need the system available AND working correctly.
```

## Achieving high availability

```text
✓ REDUNDANCY → multiple instances/copies → no single point of failure (if one fails,
  others serve) — the core principle
✓ Spread across AVAILABILITY ZONES / regions → survive data center/region failures
✓ FAILOVER → automatically switch to backups when something fails
✓ LOAD BALANCING + health checks → route around failed instances
✓ Database replication; eliminate SINGLE POINTS OF FAILURE everywhere
```

## Building reliable systems

```text
✓ Design for FAILURE → assume things WILL fail; handle it gracefully (failures are normal
  at scale)
✓ FAULT TOLERANCE → continue working despite component failures (retries, fallbacks,
  circuit breakers, graceful degradation)
✓ MONITORING → detect issues; backups/recovery for data; test failure scenarios
✓ Avoid CASCADING failures (one failure triggering others) → isolation, timeouts
```

## Γιατί έχει σημασία

Η κατανόηση της διαθεσιμότητας και της αξιοπιστίας είναι θεμελιώδης επειδή είναι **βασικές μη-λειτουργικές απαιτήσεις για συστήματα παραγωγής**, επομένως ο σχεδιασμός για αυτές είναι απαραίτητη γνώση σχεδιασμού συστημάτων. **Availability** (το σύστημα να είναι ενεργό και προσβάσιμο, μετρούμενο σε uptime "nines") και **reliability** (το σύστημα να λειτουργεί σωστά) είναι κρίσιμα επειδή οι χρήστες χρειάζονται συστήματα που είναι τόσο προσβάσιμα όσο και λειτουργούν σωστά — και η κατανόηση της διαφοράς (ένα σύστημα μπορεί να είναι διαθέσιμο αλλά μη αξιόπιστο εάν είναι ενεργό αλλά επιστρέφει λάθος αποτελέσματα) διευκρινίζει αυτές τις σχετικές αλλά ξεχωριστές ανησυχίες.

Η κατανόηση του **πώς να επιτύχουμε υψηλή διαθεσιμότητα** είναι κεντρική: **redundancy** (πολλές περιπτώσεις ώστε να μην υπάρχει μοναδικό σημείο αποτυχίας — η θεμελιώδης αρχή), εξάπλωση σε availability zones/regions (επιβίωση αποτυχιών κέντρων δεδομένων), **failover** (αυτόματη εναλλαγή σε backups), load balancing με health checks, και **εξάλειψη μοναδικών σημείων αποτυχίας** παντού — αυτές είναι οι θεμελιώδεις τεχνικές για να διατηρούνται τα συστήματα ενεργά παρά τις αποτυχίες.

Η κατανόηση του **πώς να χτίσουμε αξιόπιστα συστήματα** — **σχεδιασμό για αποτυχία** (υπόθεση ότι τα πράγματα θα αποτύχουν και χειρισμό με ευχέρεια, επειδή οι αποτυχίες είναι φυσιολογικές σε κλίμακα — μια βασική νοοτροπία), **fault tolerance** (συνέχιση παρά τις αποτυχίες συστατικών μέσω retries, fallbacks, circuit breakers, και graceful degradation), monitoring, backups, και αποφυγή cascading failures — αντικατοπτρίζει την ανθεκτικότητα που απαιτείται για την παραγωγή.

Η βασική εικόνα είναι ότι σε κλίμακα, οι αποτυχίες είναι αναπόφευκτες, επομένως τα συστήματα πρέπει να είναι σχεδιασμένα για να τις ανέχονται (μέσω redundancy και fault tolerance) παρά να υποθέτουν ότι όλα λειτουργούν.

Επειδή η διαθεσιμότητα και η αξιοπιστία είναι απαραίτητες για συστήματα παραγωγής (χρήστες που τα χρειάζονται ενεργά και λειτουργούντα σωστά) και η επίτευξή τους απαιτεί redundancy, fault tolerance, και σχεδιασμό για αποτυχία, και επειδή η κατανόηση αυτών των εννοιών και τεχνικών είναι θεμελιώδης για τον σχεδιασμό συστημάτων, η κατανόηση της διαθεσιμότητας και της αξιοπιστίας είναι απαραίτητη, θεμελιώδης γνώση σχεδιασμού συστημάτων — βασικές μη-λειτουργικές απαιτήσεις που πρέπει να πληρούν τα συστήματα παραγωγής, κεντρικές στον σχεδιασμό ανθεκτικών συστημάτων μέσω redundancy και fault tolerance, και αντικατοπτρίζουν την νοοτροπία σχεδιασμού για αποτυχία που είναι απαραίτητη για την κατασκευή συστημάτων που παραμένουν ενεργά και λειτουργούν σωστά σε κλίμακα.