System design में availability और reliability क्या हैं?

Question

Accepted Answer

**Availability** (सिस्टम चालू और सुलभ है) और **reliability** (सिस्टम सही ढंग से काम करता है) प्रमुख non-functional requirements हैं। इन्हें प्राप्त करने में redundancy, fault tolerance, single points of failure को समाप्त करना, और failures को सहजता से संभालना शामिल है।

## Availability बनाम 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.
```

## उच्च availability प्राप्त करना

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✓ 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
```

## Reliable सिस्टम बनाना

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✓ 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
```

## यह क्यों महत्वपूर्ण है

availability और reliability को समझना बुनियादी है क्योंकि वे **production सिस्टम के लिए प्रमुख non-functional requirements हैं**, इसलिए इनके लिए डिज़ाइन करना आवश्यक system-design ज्ञान है। **Availability** (सिस्टम का चालू और सुलभ होना, uptime "nines" में मापा जाता है) और **reliability** (सिस्टम का सही ढंग से काम करना) महत्वपूर्ण हैं क्योंकि users को ऐसे सिस्टम चाहिए जो सुलभ भी हों और ठीक से कार्य भी कर रहे हों — और अंतर को समझना (एक सिस्टम available हो सकता है पर unreliable यदि वह चालू है लेकिन गलत परिणाम लौटा रहा है) इन संबंधित पर भिन्न चिंताओं को स्पष्ट करता है।

**उच्च availability कैसे प्राप्त करें** यह समझना केंद्रीय है: **redundancy** (कई instances ताकि कोई single point of failure न हो — मूल सिद्धांत), availability zones/regions में फैलाव (data center failures से बचना), **failover** (स्वचालित रूप से backups पर स्विच करना), health checks के साथ load balancing, और हर जगह **single points of failure को समाप्त करना** — ये failures के बावजूद सिस्टम को चालू रखने की बुनियादी तकनीकें हैं।

**reliable सिस्टम कैसे बनाएँ** यह समझना — **failure के लिए डिज़ाइन करना** (यह मानना कि चीज़ें fail होंगी और इसे सहजता से संभालना, क्योंकि बड़े पैमाने पर failures सामान्य हैं — एक प्रमुख मानसिकता), **fault tolerance** (retries, fallbacks, circuit breakers, और graceful degradation के माध्यम से component failures के बावजूद जारी रखना), monitoring, backups, और cascading failures से बचना — production के लिए आवश्यक resilience को दर्शाता है।

प्रमुख अंतर्दृष्टि यह है कि बड़े पैमाने पर failures अनिवार्य हैं, इसलिए सिस्टम को यह मानने के बजाय कि सब कुछ काम करता है, उन्हें सहन करने के लिए (redundancy और fault tolerance के माध्यम से) डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

चूँकि availability और reliability production सिस्टम के लिए आवश्यक हैं (users को उनका चालू और सही ढंग से काम करना चाहिए) और इन्हें प्राप्त करने के लिए redundancy, fault tolerance, और failure के लिए डिज़ाइन करना आवश्यक है, और चूँकि इन अवधारणाओं और तकनीकों को समझना system design के लिए बुनियादी है, availability और reliability को समझना आवश्यक, बुनियादी system-design ज्ञान है — प्रमुख non-functional requirements जिन्हें production सिस्टम को पूरा करना चाहिए, redundancy और fault tolerance के माध्यम से resilient सिस्टम डिज़ाइन करने के केंद्र में, और बड़े पैमाने पर चालू रहने और सही ढंग से काम करने वाले सिस्टम बनाने के लिए आवश्यक design-for-failure मानसिकता को दर्शाता है।