Availability và reliability trong system design là gì?

Question

Accepted Answer

**Availability** (hệ thống đang chạy và truy cập được) và **reliability** (hệ thống hoạt động đúng) là những yêu cầu non-functional then chốt. Để đạt được chúng cần redundancy, fault tolerance, loại bỏ single point of failure, và xử lý lỗi một cách uyển chuyển.

## Availability vs reliability

```text
AVAILABILITY → hệ thống đang CHẠY và phản hồi (truy cập được khi cần):
  → đo bằng % uptime ("số 9": 99.9% = ~8.7 giờ/năm down; 99.99% = ~52 phút/năm)
RELIABILITY → hệ thống hoạt động ĐÚNG (làm đúng việc cần làm, không lỗi/sai sót):
  → liên quan nhưng khác biệt (một hệ thống có thể đang chạy nhưng trả về kết quả sai — available nhưng
    không reliable)
→ cả hai đều quan trọng: user cần hệ thống vừa available VỪA hoạt động đúng.
```

## Đạt được high availability

```text
✓ REDUNDANCY → nhiều instance/bản sao → không có single point of failure (nếu một cái lỗi,
  cái khác phục vụ) — nguyên tắc cốt lõi
✓ Trải qua các AVAILABILITY ZONES / region → sống sót qua lỗi data center/region
✓ FAILOVER → tự động chuyển sang backup khi có gì đó lỗi
✓ LOAD BALANCING + health checks → định tuyến tránh các instance đã lỗi
✓ Database replication; loại bỏ SINGLE POINTS OF FAILURE ở mọi nơi
```

## Xây dựng hệ thống reliable

```text
✓ Thiết kế cho LỖI → giả định mọi thứ SẼ lỗi; xử lý uyển chuyển (lỗi là bình thường
  ở quy mô lớn)
✓ FAULT TOLERANCE → tiếp tục hoạt động bất chấp lỗi thành phần (retry, fallback,
  circuit breaker, graceful degradation)
✓ MONITORING → phát hiện vấn đề; backup/recovery cho dữ liệu; test các kịch bản lỗi
✓ Tránh lỗi CASCADING (một lỗi kích hoạt các lỗi khác) → isolation, timeout
```

## Tại sao điều này quan trọng

Hiểu availability và reliability là nền tảng vì chúng là **những yêu cầu non-functional then chốt cho hệ thống production**, nên thiết kế cho chúng là kiến thức system design thiết yếu. **Availability** (hệ thống đang chạy và truy cập được, đo bằng "số 9" của uptime) và **reliability** (hệ thống hoạt động đúng) là then chốt vì user cần những hệ thống vừa truy cập được vừa vận hành đúng — và hiểu sự phân biệt (một hệ thống có thể available nhưng không reliable nếu nó đang chạy nhưng trả về kết quả sai) làm rõ những mối quan tâm liên quan nhưng khác biệt này.

Hiểu cách **đạt được high availability** là trung tâm: **redundancy** (nhiều instance để không có single point of failure — nguyên tắc cốt lõi), trải qua các availability zone/region (sống sót qua lỗi data center), **failover** (tự động chuyển sang backup), load balancing với health checks, và **loại bỏ single point of failure** ở mọi nơi — đây là những kỹ thuật cơ bản để giữ hệ thống chạy bất chấp lỗi.

Hiểu cách **xây dựng hệ thống reliable** — **thiết kế cho lỗi** (giả định mọi thứ sẽ lỗi và xử lý uyển chuyển, vì lỗi là bình thường ở quy mô lớn — một tư duy then chốt), **fault tolerance** (tiếp tục bất chấp lỗi thành phần qua retry, fallback, circuit breaker và graceful degradation), monitoring, backup, và tránh lỗi cascading — phản ánh sự kiên cường cần thiết cho production.

Nhận định then chốt là ở quy mô lớn, lỗi là không thể tránh khỏi, nên hệ thống phải được thiết kế để chịu đựng chúng (qua redundancy và fault tolerance) thay vì giả định mọi thứ đều ổn.

Vì availability và reliability là thiết yếu cho hệ thống production (user cần chúng chạy và hoạt động đúng) và đạt được chúng đòi hỏi redundancy, fault tolerance, và thiết kế cho lỗi, và vì hiểu các khái niệm và kỹ thuật này là cơ bản với system design, nên hiểu availability và reliability là kiến thức system design thiết yếu, nền tảng — những yêu cầu non-functional then chốt mà hệ thống production phải đáp ứng, trung tâm của việc thiết kế hệ thống kiên cường qua redundancy và fault tolerance, và phản ánh tư duy thiết-kế-cho-lỗi thiết yếu để xây dựng hệ thống luôn chạy và hoạt động đúng ở quy mô lớn.