分布式基础理论

分布式系统是建立在网络之上的软件系统,分布式系统具有高度的内聚性和透明性。

内聚性是指每一个数据库分布节点高度自治，有本地的数据库管理系统。透明性是指每一个数据库分布节点对用户的应用来说都是透明的，看不出是本地还是远程。

分布式系统是多个处理机通过通信线路互联而构成的松散耦合的系统。分布式系统应具有以下四个特征：  

(1)分布性。分布式系统由多台计算机组成，它们在地域上是分散的。整个系统的功能是分散在各个节点上实现的，因而分布式系统具有数据处理的分布性。

(2)自治性。分布式系统中的各个节点都包含自己的处理机和内存，各自具有独立的处理数据的功能。

(3)并行性。一个大的任务可以划分为若干个子任务，分别在不同的主机上执行。

(4)全局性。分布式系统中必须存在一个单一的、全局的进程通信机制，使得任何一个进程都能与其他进程通信，并且不区分本地通信与远程通信。同时，还应当有全局的保护机制。系统中所有机器上有统一的系统调用集合，它们必须适应分布式的环境。在所有CPU上运行同样的内核，使协调工作更加容易

优点

(1)资源共享。若干不同的节点通过通信网络彼此互联，一个节点上的用户可以使用其他节点上的资源

(2)加快计算速度。如果一个特定的计算任务可以划分为若干个并行运行的子任务，则可把这些子任务分散到不同的节点上，使它们同时在这些节点上运行，从而加快计算速度。另外，分布式系统具有计算迁移功能，如果某个节点上的负载太重，则可把其中一些作业移到其他节点去执行，从而减轻该节点的负载。这种作业迁移称为负载平衡。  

(3)可靠性高。分布式系统具有高可靠性。如果其中某个节点失效了，则其余的节点可以继续操作，整个系统不会因为一个或少数几个节点的故障而全体崩溃。因此，分布式系统有很好的容错性能。系统必须能够检测节点的故障，采取适当的手段，使它从故障中恢复过来。

(4)通信方便、快捷。分布式系统中各个节点通过一个通信网络互联在一起。通信网络由通信线路、调制解调器和通信处理器等组成，不同节点的用户可以方便地交换信息。缺点

存在通信网络饱和或信息丢失和网络安全问题，方便的数据共享同时意味着机密数据容易被窃取

系统设计难点编辑 

1.部分失效问题

由于分布式系统通常由若*分组成，各个部分由于各种原因可能发生故障，如硬件故障、软件错误及错误操作等。如果一个分布式系统不对这些故障进行有效的处理，系统某一组成部分的故障可能导致整个系统的瘫痪。  

2.性能和可靠性过分依赖于网络

由于分布式系统是建立在网络之上的，而网络本身是不可靠的，可能经常发生故障，网络故障可能导致系统服务的终止。另外，网络超负荷会导致性能的降低，增加系统的响应时间。

3.缺乏统一控制

一个分布式系统的控制通常是一个典型的分散控制，没有统一的中心控制。因此，分布式系统通常需要相应的同步机制宋协调系统中各个部分的工作。设计与实现一个对用户来说是透明的且具有容错能力的分布式系统是一项具有挑战性的工作。 

4.难以合理设计资源分配策略

在集中式系统中，所有的资源都由操作系统管理和分配，但在分布式系统中，资源属于各节点，所以调度的灵活性不如集中式系统，资源的物理分布可能与用户请求的分布不匹配，某些资源可能空闲，而另一些资源可能超载。  

5.安全保密性问题

开放性使得分布式系统中的许多软件接口都提供给用户，这样的开放式结构对于开发人员非常有价值，但同时也为破坏者打开了方便之门。

使用分布式系统主要有：

1.增大系统容量。我们的业务量越来越大，而要能应对越来越大的业务量，一台机器的性能已经无法满足了，我们需要多台机器才能应对大规模的应用场景。所以，我们需要垂直或是水平拆分业务系统，让其变成一个分布式的架构。

2.加强系统可用。我们的业务越来越关键，需要提高整个系统架构的可用性，这就意味着架构中不能存在单点故障。这样，整个系统不会因为一台机器出故障而导致整体不可用。所以，需要通过分布式架构来冗余系统以消除单点故障，从而提高系统的可用性。

3.因为模块化，所以系统模块重用度更高

4.因为软件服务模块被拆分，开发和发布速度可以并行而变得更快

5.系统扩展性更高

6.团队协作流程也会得到改善

 

分布式系统的类型有三种：

1.分布式处理，但只有一个总数据库，没有局部数据库

2.分层式处理，每一层都有自己的数据库

3.充分分散的分布式网络，没有*控制部分，各节点之间的联系方式又可以有多种，如松散的联接，紧密的联接，动态的联接，广播通知式的联接等

 

 

什么是分布式系统！以及分布式系统架构的优缺点

1.从上面的表格可以看到，分布式系统虽然有一些优势，但也存在一些问题

2.架构设计变得复杂（尤其是其中的分布式事务）

3.部署单个服务会比较快，但是如果一次部署需要多个服务，部署会变得复杂

4.系统的吞吐量会变大，但是响应时间会变长

5.运维复杂度会因为服务变多而变得很复杂

6.架构复杂导致学习曲线变大

7.测试和查错的复杂度增大

8.技术可以很多样，这会带来维护和运维的复杂度

9.管理分布式系统中的服务和调度变得困难和复杂

 

什么是微服务?它的优势和劣势?

一个大型的复杂项目,由一个或 多个小型服务组成。系统中的各个小型服务可被独立部署,各个小型服务之间是松耦合的, 并且这些小型服务之间以轻量级的通信协作(http)作为基础进行通信,这样的微服务器架构 独立性更强、粒度更细、性能更高、安全性、可扩展性、可重用性都更高。

简单来说:微服务,就是一个项目可以由多个小型服务构成，这里的小型服务就称之为微服务

优势

1.将复杂的业务拆分成多个小的业务,每个业务拆分成一个服务,将复杂的问题简单化。利于分工,降低新人的学习成本。

2.微服务应用的一个最大的优点是,它们往往比传统的应用程序更有效地利用计算资源。这是因为它们通过扩展组件来处理功能瓶颈问题。这样一来,开发人员只需要为额外的组件部署计算资源,而不需要部署一个完整的应用程序的全新迭代。

3.微服务应用程序的另一个好处是,它们更快且更容易更新。当开发者对一个传统的单体应用程序进行变更时,他们必须做详细的QA测试,以确保变更不会影响其他特性或功能。但有了微服务,开发者可以更新应用程序的单个组件,而不会影响其他的部分。

 

缺点

1.整体复杂度更高,微服务根本上说是一个分布式系统。开发者需要选择和实现基于消息或者 RPC 的进程间通信机制。虽然这个有很多框架可供选择,并不需要从头实现。但是整体上的代码复杂度是提高了。

2.微服务架构上每个业务有自己的数据库。以前在单体应用中很好解决的事务问题,现在变得很困难。在基于微服务的应用程序中,需要更新不同服务所用的数据库,需要使用最终一致性的方法,这对于开发人员来说更具挑战性。

3.测试微服务应用程序也很复杂。一个类似的测试类对于微服务来说需要启动该服务及其所依赖的所有服务

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