大家都在說的分布式系統(tǒng)到底是什么？

作者：佚名 2018-04-26 11:05:55

大數(shù)據(jù)

分布式 本文主要簡單介紹了分布式系統(tǒng)的概念、分布式系統(tǒng)的特點、常用的分布式方案以及分布式和集群的區(qū)別等。這是我博客中之前發(fā)過的一篇文章，關(guān)于分布式的問題最近準(zhǔn)備再擴展一些文章，遂把一些基礎(chǔ)文章在公眾號再發(fā)一遍，給沒看過的朋友看一下。

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隨著大型網(wǎng)站的各種高并發(fā)訪問、海量數(shù)據(jù)處理等場景越來越多，如何實現(xiàn)網(wǎng)站的高可用、易伸縮、可擴展、安全等目標(biāo)就顯得越來越重要。為了解決這樣一系列問題，大型網(wǎng)站的架構(gòu)也在不斷發(fā)展。提高大型網(wǎng)站的高可用架構(gòu)，不得不提的就是分布式。本文主要簡單介紹了分布式系統(tǒng)的概念、分布式系統(tǒng)的特點、常用的分布式方案以及分布式和集群的區(qū)別等。

這是我博客中之前發(fā)過的一篇文章，關(guān)于分布式的問題最近準(zhǔn)備再擴展一些文章，遂把一些基礎(chǔ)文章在公眾號再發(fā)一遍，給沒看過的朋友看一下。

一、集中式系統(tǒng)在學(xué)習(xí)分布式之前，先了解一下與之相對應(yīng)的集中式系統(tǒng)是什么樣的。

集中式系統(tǒng)用一句話概括就是：一個主機帶多個終端。終端沒有數(shù)據(jù)處理能力，僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的錄入和輸出。而運算、存儲等全部在主機上進(jìn)行。

拿一個電子商城舉例，一個集中式系統(tǒng)的電子商城，通過一個應(yīng)用實現(xiàn)，該應(yīng)用部署在一起主機上，對外提供服務(wù)。用戶的所有操作均通過這一臺機器的一個應(yīng)用實現(xiàn)。

集中式系統(tǒng)的***的特點就是部署結(jié)構(gòu)非常簡單，底層一般采用從IBM、HP等廠商購買到的昂貴的大型主機。因此無需考慮如何對服務(wù)進(jìn)行多節(jié)點的部署，也就不用考慮各節(jié)點之間的分布式協(xié)作問題。

但是，由于采用單機部署。很可能帶來系統(tǒng)大而復(fù)雜、難于維護、發(fā)生單點故障(單個點發(fā)生故障的時候會波及到整個系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)的癱瘓)、擴展性差等問題。

二、分布式系統(tǒng)

在《分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計》一書中，對分布式系統(tǒng)做了如下定義：

• 分布式系統(tǒng)是一個硬件或軟件組件分布在不同的網(wǎng)絡(luò)計算機上，彼此之間僅僅通過消息傳遞進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。

簡單來說就是一群獨立計算機集合共同對外提供服務(wù)，但是對于系統(tǒng)的用戶來說，就像是一臺計算機在提供服務(wù)一樣。

分布式意味著可以采用更多的普通計算機(相對于昂貴的大型機)組成分布式集群對外提供服務(wù)。計算機越多，CPU、內(nèi)存、存儲資源等也就越多，能夠處理的并發(fā)訪問量也就越大。

一個由分布式系統(tǒng)實現(xiàn)的電子商城，在功能上可能被拆分成多個應(yīng)用，分別提供不同的功能，組成一個分布式系統(tǒng)對外提供服務(wù)。

而系統(tǒng)內(nèi)的各個子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)，如異步消息或者RPC/HTTP請求調(diào)用等。

所以，分布式系統(tǒng)中的計算機在空間上幾乎沒有任何限制，這些計算機可能被放在不同的機柜上，也可能被部署在不同的機房中，還可能在不同的城市中，對于大型的網(wǎng)站甚至可能分布在不同的國家和地區(qū)。

但是，無論空間上如何分布，一個標(biāo)準(zhǔn)的分布式系統(tǒng)應(yīng)該具有以下幾個主要特征：

分布性

分布式系統(tǒng)中的多臺計算機之間在空間位置上可以隨意分布，系統(tǒng)中的多臺計算機之間沒有主、從之分，即沒有控制整個系統(tǒng)的主機，也沒有受控的從機。

透明性

系統(tǒng)資源被所有計算機共享。每臺計算機的用戶不僅可以使用本機的資源，還可以使用本分布式系統(tǒng)中其他計算機的資源(包括CPU、文件、打印機等)。

同一性

系統(tǒng)中的若干臺計算機可以互相協(xié)作來完成一個共同的任務(wù)，或者說一個程序可以分布在幾臺計算機上并行地運行。

通信性

系統(tǒng)中任意兩臺計算機都可以通過通信來交換信息。

和集中式系統(tǒng)相比，分布式系統(tǒng)的性價比更高、處理能力更強、可靠性更高、也有很好的擴展性。

但是，分布式在解決了網(wǎng)站的高并發(fā)問題的同時也帶來了一些其他問題。

首先，分布式的必要條件就是網(wǎng)絡(luò)，這可能對性能甚至服務(wù)能力造成一定的影響。其次，一個集群中的服務(wù)器數(shù)量越多，服務(wù)器宕機的概率也就越大。另外，由于服務(wù)在集群中分布是部署，用戶的請求只會落到其中一臺機器上，所以，一旦處理不好就很容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)一致性問題。

三、常用的分布式方案

分布式應(yīng)用和服務(wù)

將應(yīng)用和服務(wù)進(jìn)行分層和分割，然后將應(yīng)用和服務(wù)模塊進(jìn)行分布式部署。這樣做不僅可以提高并發(fā)訪問能力、減少數(shù)據(jù)庫連接和資源消耗，還能使不同應(yīng)用復(fù)用共同的服務(wù)，使業(yè)務(wù)易于擴展。

分布式靜態(tài)資源

對網(wǎng)站的靜態(tài)資源如JS、CSS、圖片等資源進(jìn)行分布式部署可以減輕應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載壓力，提高訪問速度。

分布式數(shù)據(jù)和存儲

大型網(wǎng)站常常需要處理海量數(shù)據(jù)，單臺計算機往往無法提供足夠的內(nèi)存空間，可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲。

分布式計算

隨著計算技術(shù)的發(fā)展，有些應(yīng)用需要非常巨大的計算能力才能完成，如果采用集中式計算，需要耗費相當(dāng)長的時間來完成。分布式計算將該應(yīng)用分解成許多小的部分，分配給多臺計算機進(jìn)行處理。這樣可以節(jié)約整體計算時間，大大提高計算效率。

四、分布式與集群

很多人對分布式和集群的概念不是很清楚，容易混淆，這里簡單區(qū)分一下：

分布式(distributed)是指在多臺不同的服務(wù)器中部署不同的服務(wù)模塊，通過遠(yuǎn)程調(diào)用協(xié)同工作，對外提供服務(wù)。

集群(cluster)是指在多臺不同的服務(wù)器中部署相同應(yīng)用或服務(wù)模塊，構(gòu)成一個集群，通過負(fù)載均衡設(shè)備對外提供服務(wù)。

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