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文档简介

21/25服务器集群的故障恢复与冗余优化第一部分故障恢复机制选择 2第二部分冗余策略设计 4第三部分数据备份与恢复 7第四部分负载均衡优化 10第五部分高可用性配置 13第六部分伸缩性与弹性规划 16第七部分容灾与灾难恢复 18第八部分监控与预警系统 21

第一部分故障恢复机制选择关键词关键要点【故障恢复机制选择】

1.确定业务容错性:明确应用程序和业务流程对故障的容忍度,以确定所需的恢复时间目标(RTO)和恢复点目标(RPO)。

2.评估可用性需求:根据应用程序的关键性和对持续运营的影响,确定所需的可用性级别,考虑单点故障、冗余级别和负载均衡策略。

3.考虑成本和复杂性:权衡实施和维护不同恢复机制的成本和复杂性,与业务需求和可用性目标相匹配。

【灾难恢复计划】

故障恢复机制选择

故障恢复机制的选择取决于应用程序的要求、可用性目标、性能约束和成本限制。常见的故障恢复机制包括:

1.主从复制

*主节点处理所有写入操作,而从节点维护主节点数据的副本。

*如果主节点出现故障,从节点可以接管并成为新的主节点,从而实现快速故障转移。

*主从复制提供了高可用性,但它依赖于对主节点的单点故障。

2.集群

*集群是一组互联的服务器,共同提供服务。

*当一个服务器出现故障时,另一个服务器可以接管其工作负载。

*集群提供更高的可用性和可扩展性,但它们比主从复制更复杂和昂贵。

3.负载均衡

*负载均衡器将传入请求分配给服务器集群中的不同成员。

*如果一个服务器出现故障,负载均衡器将请求重定向到其他可用的服务器。

*负载均衡提供了高可用性和可扩展性,但它需要额外的硬件和软件。

选择因素

选择故障恢复机制时需要考虑以下因素:

*应用程序要求:对高可用性、一致性和性能的要求。

*可用性目标:服务可以容忍的停机时间。

*性能约束:故障恢复的延迟和吞吐量。

*成本限制:实施和维护故障恢复机制的成本。

最佳实践

*根据应用程序和业务需求选择最合适的故障恢复机制。

*使用多种故障恢复技术,如主从复制和集群,以提高可用性。

*定期测试故障恢复计划,以确保其有效性。

*实施自动化工具,以加快故障恢复过程。

*监控服务器集群,以检测潜在问题并采取预防措施。

故障恢复机制的比较

|故障恢复机制|可用性|可扩展性|复杂性|成本|

||||||

|主从复制|高|低|低|低|

|集群|高|高|高|高|

|负载均衡|高|高|中|中|

案例研究

*亚马逊网络服务(AWS)使用主从复制和负载均衡来提供高可用性和可扩展的云计算服务。

*谷歌云平台(GCP)使用集群和负载均衡来提供高可用性且可扩展的应用程序服务。

*微软Azure使用主从复制和集群来提供高可用性和可扩展的数据库服务。第二部分冗余策略设计关键词关键要点故障转移策略

1.定义故障转移的目标和范围,确定哪些服务或组件需要冗余。

2.选择合适的故障转移机制,如主动-被动、主动-主动或多数据中心。

3.配置故障转移的检测和触发机制,确保故障能够及时发现并触发故障转移。

数据冗余策略

1.选择合适的数据冗余方案,如RAID、镜像或异地复制。

2.确定数据冗余的级别,如数据副本的数量和地理分布。

3.优化数据冗余策略以平衡数据保护和存储成本。

硬件冗余策略

1.部署冗余的硬件组件,如服务器、网络设备和电源。

2.采用热插拔技术,确保在组件故障时能够快速更换。

3.考虑使用具有故障恢复功能的硬件,如自愈内存和纠错磁盘阵列。

网络冗余策略

1.部署冗余的网络连接,如多条网络链路和网卡。

2.使用网络故障检测和故障转移机制,确保网络中断时能够快速恢复。

3.考虑采用软件定义网络(SDN)技术,提供更加灵活和可扩展的网络冗余。

软件冗余策略

1.部署冗余的应用程序和服务,如Web服务器和数据库。

2.采用负载均衡技术,将请求分发到多个服务器。

3.考虑使用容器化和虚拟化技术,提高软件的可移植性和冗余性。

自动化和编排策略

1.自动化故障恢复流程,如故障检测、故障转移和数据恢复。

2.使用编排工具,协调不同组件之间的故障恢复过程。

3.采用DevOps实践,实现持续集成和持续交付,提高故障恢复的效率和可靠性。冗余策略设计

为确保服务器集群的高可用性,设计有效的冗余策略至关重要。该策略应涵盖以下关键方面:

硬件冗余

*服务器冗余:部署冗余服务器以处理故障。如果一台服务器发生故障,另一台服务器可以接管其工作负载。

*存储冗余:使用RAID(独立磁盘冗余阵列)等技术,通过将数据镜像到多块磁盘来保护存储。

*网络冗余:建立多条网络路径,以防止单点故障中断通信。

软件冗余

*虚拟化软件冗余:使用虚拟化软件允许在多台物理服务器上运行虚拟机。如果一台物理服务器发生故障,虚拟机可以轻松迁移到另一台服务器。

*分布式服务冗余:将服务分布在集群中的多个节点上。如果一个节点出现故障,其他节点可以继续提供服务。

数据冗余

*数据复制:定期将数据从一个集群节点复制到另一个节点,以创建副本。

*快照和备份:定期创建数据快照和备份,以保护数据免受意外删除或损坏。

冗余级别

冗余策略应根据所需的高可用性级别量身定制。以下是三个常见的冗余级别:

*N+1冗余:为每个关键组件(服务器、存储、网络)提供一个冗余备份。

*N+2冗余:为每个关键组件提供两个冗余备份。

*双活冗余:同时运行两个完全相同的集群,以提供最高级别的可用性。

故障转移和故障恢复

*故障转移:在发生故障时自动将工作负载转移到冗余组件。

*故障恢复:这是在成功故障转移后恢复正常操作的过程。

监测和管理

*监测:定期监测集群的健康状况,并识别潜在的故障。

*管理:提供自动化工具和流程来管理冗余配置和故障恢复过程。

最佳实践

*采用多层方法,结合硬件、软件和数据冗余策略。

*避免单点故障,例如依赖单个服务器或存储阵列。

*定期测试冗余策略以确保其有效性。

*使用自动化工具简化管理和故障恢复流程。

*投资于基于云的解决方案,以实现更高的可用性和可扩展性。第三部分数据备份与恢复关键词关键要点数据镜像

*同步镜像:实时复制数据到备用设备,实现连续数据保护,但会占用较多网络带宽和存储空间。

*异步镜像:以一定延迟复制数据到备用设备,带宽占用较低,但存在数据丢失风险。

*基于快照的镜像:使用快照技术复制数据,在需要时恢复到特定时间点,可提供数据点恢复能力。

数据复制

*基于文件的复制:按文件复制数据,适用于小型数据集和简单环境,但恢复速度较慢。

*基于块的复制:按数据块复制数据,恢复速度比基于文件的复制快,适用于大型数据集和复杂环境。

*多站复制:将数据复制到多个备用站点,提高可用性和容错性,但会增加带宽和存储成本。数据备份与恢复

在服务器集群中,数据备份和恢复是确保数据完整性和业务连续性的关键策略。其目的是在发生数据丢失事件(例如硬件故障、恶意软件攻击或人为错误)时,最大限度地减少数据丢失和业务中断。

备份策略

组织应制定全面的备份策略,其中包括以下元素:

*备份类型:全量备份、增量备份和差异备份。

*备份频率:决定备份数据的频率,例如每天、每周或每月。

*备份位置:确定备份数据的存储位置,例如本地磁盘、网络共享或云存储。

*备份保留策略:指定保留备份数据的时间段。

备份方法

服务器集群中常用的备份方法包括:

*文件系统备份:备份整个文件系统,包括文件、目录和文件系统属性。

*裸机备份:备份整个物理服务器或虚拟机,包括操作系统、应用程序和数据。

*数据库备份:备份特定数据库或数据库中的特定表、视图或过程。

*增量和差异备份:仅备份自上次备份以来发生更改的数据块。

恢复策略

恢复策略概述了在发生数据丢失事件后如何恢复数据的步骤。它应包括以下信息:

*恢复目标时间(RTO):恢复系统和数据的最大允许时间。

*恢复目标点(RPO):数据可以丢失的最大时间段。

*恢复顺序:恢复系统和数据的顺序。

*恢复测试:定期测试恢复策略以验证其有效性。

恢复方法

服务器集群中常用的恢复方法包括:

*文件系统恢复:从备份中恢复文件系统。

*裸机恢复:将整个物理服务器或虚拟机从备份中恢复。

*数据库恢复:从备份中恢复特定数据库或数据库组件。

*增量和差异恢复:通过将增量或差异备份应用于现有备份来恢复数据。

冗余优化

冗余是通过使用多个副本或组件来防止单点故障的策略。在服务器集群中,可以应用以下冗余技术:

*磁盘冗余:使用RAID(冗余阵列独立磁盘)技术,将数据存储在多个磁盘驱动器上。

*服务器冗余:使用多个服务器节点,如果一个节点发生故障,其他节点可以接管其工作负载。

*网络冗余:使用多条网络路径,如果一条路径发生故障,其他路径可以保持连通性。

*数据中心冗余:在不同数据中心部署服务器集群,以提供地理冗余。

最佳实践

*使用3-2-1备份规则:至少创建三个备份,其中两个存储在不同的媒体上,一个存储在异地。

*定期测试备份和恢复流程。

*使用自动化工具简化备份和恢复任务。

*采用灾难恢复计划,其中包括在发生重大事件时恢复业务运营的步骤。

*定期审查和更新备份和恢复策略和程序。第四部分负载均衡优化关键词关键要点【负载均衡优化】

1.服务器健康检查优化:

-实时监控服务器健康状态,及时剔除宕机服务器。

-优化健康检查算法,提升检查效率和准确性。

2.会话保持优化:

-根据业务需求选择合适的会话保持机制,确保用户体验。

-优化会话保持配置,平衡效率和冗余。

3.负载分发算法优化:

-根据服务器负载和业务特性选择最优负载分发算法。

-持续调整算法参数,适应不断变化的系统环境。

4.基于性能的路由优化:

-实时收集服务器性能数据,根据性能指标路由请求。

-利用机器学习技术预测服务器性能,优化路由策略。

5.多活性健康检查:

-使用多个健康检查探针,提高健康检查可靠性。

-采用主动探测机制,减少健康检查延时。

6.容灾容错优化:

-完善负载均衡器冗余机制,确保高可用性。

-优化故障转移和故障恢复策略,提升容错能力。负载均衡优化

在服务器集群架构中,负载均衡器扮演着至关重要的角色,通过将客户端请求均匀地分配到集群中的服务器上,从而优化资源利用率、提高系统性能和可靠性。

负载均衡策略

选择合适的负载均衡策略对于优化负载均衡器的性能至关重要。常见的策略包括:

*轮询调度:将请求按顺序分配给服务器,简单易用,但可能导致服务器利用率不平衡。

*加权轮询调度:根据服务器的容量或性能分配权重,提高利用率并降低负载不平衡。

*最少连接调度:将请求分配给连接数最少的服务器,可有效防止单一服务器过载。

*最短响应时间调度:将请求分配给响应时间最短的服务器,提高用户体验。

*基于地理位置的调度:根据客户端的地理位置将请求分配到最近的服务器,减少延迟。

负载均衡算法

负载均衡器使用算法来确定请求分配的顺序和目标服务器。常用的算法包括:

*哈希算法:根据请求的某些属性(如IP地址)计算哈希值,并使用哈希值将请求分配到特定的服务器。

*随机算法:随机选择目标服务器分配请求,简单高效,但可能导致服务器利用率不平衡。

*加权随机算法:根据服务器权重随机选择目标服务器,兼顾利用率和性能。

*最小连接数算法:选择连接数最少的服务器分配请求,最大限度地利用服务器资源。

负载均衡器配置

除了选择合适的策略和算法外,负载均衡器配置也至关重要。主要配置参数包括:

*时序器:指定请求处理的超时时间,防止服务器因长时间响应而导致请求堆积。

*健康检查:定期检查服务器的可用性和响应能力,将故障或不可用的服务器从负载均衡池中移除。

*会话保持:将同一客户端的请求分配到同一服务器,从而保持会话状态和个性化体验。

*过载保护:当集群接近容量限制时,限制新的请求进入,防止服务器过载和宕机。

冗余和高可用性

为了确保负载均衡器的冗余和高可用性,可以采用以下策略:

*主备配置:一个活动负载均衡器和一个备用负载均衡器,在活动负载均衡器故障时自动接管。

*集群配置:多个负载均衡器组成集群,互相备份,提供更高的可靠性和可扩展性。

*跨地域部署:将负载均衡器部署在不同的地理区域,防止单一区域故障导致整个集群不可用。

监控和管理

持续监控和管理负载均衡器至关重要,以确保其正常运行和优化性能。监控指标包括:

*请求吞吐量:集群处理的请求数量,反映负载均衡器的容量和性能。

*服务器利用率:每台服务器处理的请求数量,指示负载均衡器的有效性和平衡性。

*响应时间:客户端收到请求响应所需的时间,衡量用户体验和集群性能。

*错误率:处理请求失败的次数,指示集群的稳定性和可靠性。

管理任务包括:

*健康检查配置:调整健康检查间隔和阈值,确保准确的故障检测和故障转移。

*服务器权重调整:根据服务器性能动态调整权重,优化负载分配。

*过载保护阈值设置:根据集群容量限制调整过载保护阈值,防止集群崩溃。

*日志分析:分析负载均衡器日志以识别性能瓶颈和故障模式。

结论

负载均衡优化是服务器集群故障恢复和冗余设计的关键方面。通过选择合适的策略、算法和配置,以及实施冗余和高可用性机制,可以最大限度地提高负载均衡器的性能、可靠性和可扩展性,确保服务器集群的稳定运行。第五部分高可用性配置关键词关键要点主题名称:故障转移机制

1.主动-被动故障转移:正常情况下,主服务器处理请求,当主服务器故障时,备用服务器自动切换为活动状态并接管请求。

2.主动-主动故障转移:在集群中有多个活动服务器,它们共同处理请求,并且在其中一台服务器故障时,其他服务器会自动承担其负载。

3.基于策略的故障转移:管理员可以配置故障转移策略,例如根据服务器负载、响应时间或其他指标自动触发故障转移。

主题名称:冗余存储

高可用性配置

高可用性(HA)配置旨在确保服务器集群在出现故障时仍能持续运行,从而提高系统的可靠性和可用性。

#冗余组件

HA配置的关键部分是冗余组件,它们可以承担故障组件的功能,以防止系统中断。常见的冗余组件包括:

-冗余服务器:额外的服务器作为备份,在主服务器发生故障时接管工作负载。

-冗余存储:额外的存储设备,存储数据的副本,以便在主存储设备发生故障时访问数据。

-冗余网络连接:额外的网络链路,提供冗余路径以防止网络中断。

#故障转移机制

故障转移机制是HA配置中至关重要的组件,它定义了在发生故障时如何将工作负载转移到冗余组件。常用的故障转移机制包括:

-主动-主动:使用负载平衡器将流量分布到两个或更多个活动服务器,在其中一台服务器发生故障时自动转移工作负载。

-主动-被动:只有一个活动服务器,其他服务器保持被动状态,只有在活动服务器发生故障时才会接管工作负载。

-多主:多个服务器同时具有写入权限,并且在其中一台服务器发生故障时,其他服务器可以继续处理请求。

#集群管理软件

集群管理软件是管理和监控HA集群的软件工具。它提供以下功能:

-故障检测:监控组件健康状况,检测故障并启动故障转移过程。

-故障转移协调:自动执行故障转移过程,将工作负载转移到冗余组件。

-健康检查:定期检查组件健康状况,并确保冗余组件随时可用。

#性能优化

除了冗余和故障转移,性能优化对于高可用性也至关重要。以下技术可以帮助优化性能:

-负载平衡:使用负载平衡器将请求分布到多个服务器,以减少每个服务器的负载。

-缓存:将常用数据存储在高速缓存中,以减少对底层存储设备的访问数量。

-优化查询:调整数据库查询以提高性能,并减少处理请求所需的时间。

#数据保护

在HA集群中,数据保护至关重要,以防止数据丢失。以下技术可用于保护数据:

-数据复制:在多个存储设备上存储数据的副本,以确保在其中一个设备发生故障时仍能访问数据。

-RAID:使用冗余阵列独立磁盘(RAID)配置将数据分布在多个磁盘上,以提高数据的可用性。

-快照:定期创建数据的快照,以提供数据恢复点,在发生数据损坏或丢失时还原数据。

#部署注意事项

实施HA集群时,应考虑以下注意事项:

-成本:HA配置需要额外的硬件和软件,这可能会增加成本。

-复杂性:管理HA集群比单一服务器设置更复杂,需要熟练的IT人员。

-可扩展性:HA集群可以轻松扩展,以满足不断增长的需求。

-法规遵从性:某些行业的法规可能要求高可用性配置,以确保数据和服务的可用性。第六部分伸缩性与弹性规划伸缩性与弹性规划

伸缩性是指服务器集群能够根据工作负载的波动动态调整其资源,以满足应用程序的需求。伸缩性对于优化资源利用率、降低成本和提高应用程序性能至关重要。

弹性是指服务器集群能够在发生故障时自动恢复,以确保应用程序的高可用性。弹性对于最大限度减少停机时间、保护数据并维护业务连续性至关重要。

规划伸缩性和弹性时需要考虑以下因素:

*工作负载特征:了解应用程序的工作负载模式,包括峰值、平均和最低负载时间。

*资源需求:确定应用程序需要多少计算能力、内存和存储空间才能正常运行。

*可用性要求:定义应用程序所需的可用性级别,包括允许的停机时间和恢复时间目标(RTO)。

*成本限制:确定用于伸缩性和弹性功能的预算限制。

伸缩性策略:

*水平伸缩:通过添加或删除服务器节点来动态调整集群的大小。

*垂直伸缩:通过升级现有节点以增加计算能力、内存或存储空间来增加每个服务器节点的容量。

*按需伸缩:根据应用程序的需求自动触发伸缩操作,以避免过度配置或资源不足。

弹性策略:

*冗余:通过使用多台服务器来提供关键组件的备份,以防一台服务器出现故障。

*容错:使用软件技术,例如负载平衡、故障转移和自动重新启动,以处理服务器故障并维护应用程序的可用性。

*灾难恢复:建立一个异地备份系统,以在发生大规模故障时恢复应用程序和数据。

伸缩性和弹性规划最佳实践:

*采用云计算:云平台提供按需伸缩和弹性功能,简化了服务器集群的管理。

*使用容器化技术:容器化应用程序可以轻松地部署和扩展到不同的环境中。

*实施自动化:使用自动化工具来管理伸缩性和弹性功能,减少手动干预和错误。

*定期监控和测试:持续监控集群的性能并定期测试恢复计划,以确保其有效性。

*选择合适的工具和技术:评估可用的伸缩性和弹性工具和技术,选择最适合应用程序需求的工具。

优化服务器集群的伸缩性和弹性对于维护应用程序的性能、可用性和业务连续性至关重要。通过仔细规划和实施最佳实践,企业可以提高集群的可靠性并降低停机时间风险,从而提高整体业务效率和客户满意度。第七部分容灾与灾难恢复关键词关键要点【容灾】

1.灾难恢复计划:创建全面的容灾计划,定义恢复目标点(RPO)和恢复时间目标(RTO),确保在灾难发生后快速恢复关键业务系统。

2.数据备份和复制:定期备份关键数据并将其复制到异地容灾站点,以防数据丢失或损坏。考虑使用云备份或远程复制等技术来提高数据保护水平。

3.故障切换机制:建立自动或手动故障切换机制,以便在主站点发生故障时无缝切换到容灾站点。确保故障切换机制经过测试并定期演练。

【灾难恢复】

容灾与灾难恢复

#容灾

容灾是指在系统或组件发生故障时,通过备用系统或组件立即接管工作,以尽可能减少服务中断和数据丢失。它重点关注于快速恢复,以保持连续可用性。

容灾策略:

*热备冗余:备用系统与主系统保持实时同步,随时可以切换。

*温备冗余:备用系统不保持实时同步,需要一定时间恢复数据并投入使用。

*冷备冗余:备用系统不保存最新数据,需要较长时间恢复。

#灾难恢复

灾难恢复关注于大规模故障或灾难发生后的系统恢复。它涉及恢复关键数据和服务,以及重建受损的系统基础设施和应用程序。

灾难恢复策略:

*备份和恢复:定期备份数据和创建灾难恢复点,并在需要时还原它们。

*异地冗余:将关键应用程序和数据复制到异地数据中心或云平台,以在本地故障或灾难情况下提供备份。

*故障转移测试:定期进行故障转移测试,以验证灾难恢复计划的有效性。

#容灾与灾难恢复的优化

优化容灾:

*选择合适的冗余策略,根据可用性要求和预算考量。

*实施自动故障转移机制,以最小化服务中断。

*监控容灾系统并定期进行健康检查。

优化灾难恢复:

*制定全面的灾难恢复计划,包括恢复优先级、数据恢复程序和业务连续性措施。

*测试并验证灾难恢复计划,以确保其有效性。

*考虑使用云服务或托管灾难恢复解决方案,以提高灵活性并降低成本。

容灾和灾难恢复的差异

|特征|容灾|灾难恢复|

||||

|目标|快速恢复|大规模恢复|

|关注|连续可用性|数据和系统恢复|

|时间范围|短期(小时内)|长期(几天或更长)|

|优先级|关键应用程序和服务|所有关键应用程序和数据|

#数据保护粒度

*文件级恢复:恢复单个文件或目录。

*应用程序级恢复:恢复数据库或应用程序(例如,MicrosoftExchange)。

*虚拟机级恢复:恢复整个虚拟机,包括操作系统、应用程序和数据。

*裸机恢复:恢复物理服务器或裸机基础设施。

#复制技术

*同步复制:实时复制数据,以保持备用系统与主系统完全同步。

*异步复制:定期复制数据,以在备用系统上维护较旧的数据副本。

*快照复制:创建数据卷或文件系统的快照,以捕获特定时间点的状态。

#恢复时间目标(RTO)和恢复点目标(RPO)

*RTO:系统在故障后恢复到可接受状态所需的时间。

*RPO:系统在故障发生前能容忍的数据丢失量。

#监控和管理

*监控容灾和灾难恢复系统,以检测故障并触发恢复操作。

*定期审查和更新容灾和灾难恢复计划,以确保其与不断变化的业务和技术需求保持一致。

*与关键利益相关者协调,以确保他们了解容灾和灾难恢复程序。第八部分监控与预警系统关键词关键要点监控指标

1.服务器资源利用率:CPU、内存、硬盘、网络等的利用情况,用于提前发现容量不足的情况。

2.服务状态:关键服务是否正常运行,响应时间是否超时,错误率是否异常。

3.网络连接:服务器之间的网络连接是否稳定,是否有丢包、延迟、中断等问题。

异常检测

1.基于阈值检测:设定关键指标的阈值,当超过阈值时触发告警。

2.基于机器学习:利用机器学习算法对历史数据进行分析,建立模型来检测异常模式。

3.基于行为分析:分析服务器的运行行为,如请求模式、错误日志等,发现异常行为。

告警机制

1.多渠道告警:通过电子邮件、短信、即时通讯等多种渠道发送告警信息。

2.分级告警:根据告警的严重性分级,不同级别的告警触发不同的响应机制。

3.告警抑制:避免因大量告警而产生告警疲劳,对告警进行抑制和合并处理。

故障定位

1.日志分析:查看服务器日志,寻找故障的线索。

2.应用程序调试:使用调试工具,如gdb、lldb,定位应用程序中的问题。

3.系统工具:利用系统工具,如dmesg、strace、tcpdump,收集系统信息和网络数据。

故障修复

1.快速响应:一旦发生故障,及时响应,避免故障扩大。

2.故障隔离:将故障的影响范围缩小,避免蔓延到其他服务器。

3.热修复:对于关键服务,考虑使用热修复技术,在不重启服务器的情况下修复问题。

容量规划

1.负载预测:分析历史负载数据,预测未来需求。

2.冗余设置:根据业务需求和容错能力,设置适当的冗余策略,确保单点故障不会导致服务中断。

3.弹性扩容:实现服务器集群的弹性扩容,在业务高峰期快速增加服务器容量,满足需求。监控与预警系统

确保服务器集群的高可用性和故障恢复能力至关重要,而实时监控和主动预警对于快速检测和响应故障至关重要。

#监控工具和指标

建立一个全面的监控系统涉及使用多种工具来收集和分析来自各个组件的数据,包括服务器、存储、网络设备和应用程序。监控指标应包括:

-系统健康状况:CP

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