副本因子计算器

副本可靠性公式：数据丢失概率 = 单副本丢失概率^副本数（假设故障独立）。单盘 AFR（年故障率）1% 时：2 副本 10⁻⁴（99.99%），3 副本 10⁻⁶（六个九），4 副本 10⁻⁸。云厂商的「11 个九」（99.999999999%）不是堆 11 份副本——而是多副本 × 跨机房 × 快速重建的组合概率：故障后在第二副本坏掉前完成重建，窗口期才是风险期。公式修正为：丢失概率 ≈ (AFR × 重建窗口/年）^(副本数−1) × AFR——重建时间从 24 小时压到 1 小时，可靠性直接多一个九。

副本策略的三代演进：① 多副本（3 副本，存储开销 200%）——简单可靠，HDFS/Ceph 默认；② 纠删码 EC（如 8+3：8 数据块 + 3 校验块，容忍 3 块同时坏，开销仅 37.5%）——CPU 换存储，温冷数据标配；③ 本地 EC + 跨机房复制的混合架构。磁盘侧 RAID 是同一思想的硬件版：RAID6（双校验）允许同时坏两块，重建窗口是主要风险——单盘 16TB 重建要 20+ 小时，期间第二块盘故障率因压力翻倍，这就是大容量盘时代 RAID5 被判死刑的原因。

独立性假设是整个公式的地基，也是最容易被现实打破的假设：同一批次的磁盘有共因故障（固件缺陷、生产批次问题），同机架共享电源与交换机，同机房共享空调与供电。把三副本放在同一机架，故障相关性会让实际丢失概率比理论值高几个数量级。副本策略的第一原则：副本必须落在独立的故障域——不同机架起步，重要数据跨机房。

重建窗口是可靠性的主战场：第一块副本坏掉后，到重建完成前的这段时间，系统处于「减配运行」状态——此时再坏一份才真正丢数据。窗口越短，暴露时间越短：RAID5 重建 16TB 盘要 20+ 小时，而分布式存储并行重建（从上百台机器各读一点）能把窗口压到 1–2 小时。窗口每缩短一个数量级，可靠性就多一个九——这比加第四份副本便宜得多。

纠删码的数学值得展开：k+m 方案把数据切成 k 块、再算出 m 块校验，任意 m 块丢失都能重建——存储开销 (k+m)/k，8+3 仅 37.5% 而三副本是 200%。代价：读写要编解码（CPU 换存储）、重建需读 k 块（放大 IO）、小对象不划算。工程共识：热数据用多副本（快），温冷数据用纠删码（省）。RAID 容量计算器 是同思想的单机硬件版。

大盘时代改变了所有参数：单盘从 2TB 到 20TB，重建时间等比拉长，而「九的个数」对窗口极敏感——RAID5（单校验）在 16TB 盘上的重建窗口期几乎等同于裸奔，被判死刑；RAID6（双校验）成为底线；分布式侧的趋势是加大纠删码的 m（8+4 替代 8+3）并限制单盘容量。磁盘容量每翻一倍，你的副本策略就该重算一次。

副本一致性是被忽略的另一半：副本写坏了但读请求从不访问它，坏块会静默潜伏（bit rot）——等到主副本故障切换时才发现备份早已损坏。工事是周期性巡检（scrub）：定期读取所有副本校验和，不一致立刻修复。企业存储每月一次全量 scrub 起步，配合 quorum 读写（W+R>N）保证读到的总是多数派。备份体积计算器 负责另一件事：副本防硬件坏，备份防误删与勒索——两者缺一不可。