分布式理论-分布式架构系统

1. 分布式系统概念

分布式系统是一个硬件或软件组件分布在不同的网络计算机上,彼此之间仅仅通过消息传递进行通信和协调的系统。

所谓分布式系统,就是一个业务拆分成多个子业务,分布在不同的服务器节点,共同构成的系统称为分布式系统,同一个分布式系统中的服务器节点在空间部署上是可以随意分布的,这些服务器可能放在不同的机柜中,也可能在不同的机房中,甚至分布在不同的城市。

分布式与集群的区别:

集群:多个人在一起作同样的事 。
分布式 :多个人在一起作不同的事 。

分布式系统的特点:

  • 分布性
  • 对等性
  • 并发性
  • 缺乏全局时钟
  • 故障总是会发生

2. 分布式系统的发展

阿里巴巴发起的"去 IOE"运动 (IOE 指的是 IBM 小型机、Oracle 数据库、EMC 的高端存储)。阿里巴巴2009 年“去IOE”战略技术总监透露,截止到 2013 年 5 月 17 日阿里巴巴最后一台 IBM 小型机在支付宝下线。

为什么要去IOE?

  1. 升级单机处理能力的性价比越来越低
  2. 单机处理能力存在瓶颈
  3. .稳定性和可用性这两个指标很难达到

3. 分布式架构的演变

4. 分布式系统面临的问题

4.1 通信异常

网络本身的不可靠性,因此每次网络通信都会伴随着网络不可用的风险(光纤、路由、DNS等硬件设备或系统的不可用),都会导致最终分布式系统无法顺利进行一次网络通信,另外,即使分布式系统各节点之间的网络通信能够正常执行,其延时也会大于单机操作,存在巨大的延时差别,也会影响消息的收发过程,因此消息丢失和消息延迟变的非常普遍。

4.2 网络分区

网络之间出现了网络不连通,但各个子网络的内部网络是正常的,从而导致整个系统的网络环境被切分成了若干个孤立的区域,分布式系统就会出现局部小集群,在极端情况下,这些小集群会独立完成原本需要整个分布式系统才能完成的功能,包括数据的事务处理,这就对分布式一致性提出非常大的挑战。

4.3 节点故障

节点故障是分布式系统下另一个比较常见的问题,指的是组成分布式系统的服务器节点出现的宕机或"僵死"现象,根据经验来说,每个节点都有可能出现故障,并且经常发生.

4.4 三态

分布式系统每一次请求与响应存在特有的“三态”概念,即成功、失败和超时。

分布式系统中,由于网络是不可靠的,虽然绝大部分情况下,网络通信能够接收到成功或失败的响应,但当网络出现异常的情况下,就会出现超时现象,通常有以下两种情况:

由于网络原因,该请求并没有被成功的发送到接收方,而是在发送过程就发生了丢失现象。
该请求成功的被接收方接收后,并进行了处理,但在响应反馈给发送方过程中,发生了消息丢失现象。