分布式系统：what、why、how

1. 什么是分布式系统？

分布式系统是基于

网络进行通信

、为完成

同一个目标

而互相

协作

的

一组节点集群

。

分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。

by xybaby

Also known as distributed computing and distributed databases, a distributed system is a collection of independent components located on different machines that share messages with each other in order to achieve common goals.

by conflunet

2. 为什么要引入分布式系统？

单机系统的计算性能、存储容量达到了瓶颈，具体分为四点：

• 性能和容量：已经触达单机的计算瓶颈、存储容量瓶颈

• 投入产出比：升级单机硬件的成本太高，已经大于它带来的性能或容量的提升效果

• 研发效率：随着系统越来越复杂，参与维护的人越来越多，单体系统的维护效率触发瓶颈

• 运维要求：单机系统一挂全挂的特点，不满足互联网服务24*7可用的要求

在上面这些问题的挑战下，分布式系统的思想应运而生，分布式系统的核心思想是使用大量普通规格的普通机器，互相协调，实现和单机系统同样的业务目标。主要的吸引力在于：

• 扩展性：随着机器的线性增加，分布式系统的存储和计算性能也可以线性增加

• 灵活性：基于普通机器的集群，可以根据业务流量，灵活扩容或缩容，提高资金的利用率

• 可用性：单个模块挂掉，不会影响其他模块

3. 分布式系统又带来了哪些问题？

天下没有免费的午餐，要享受分布式系统的扩展性、弹性运维的好处，就得承受它带来的成本，从研发过程的视角来，最大的挑战是复杂度

• 要妥善处理好多个节点之间的协同问题、数据分区、数据一致性等问题，难度很大

• 将系统拆到不同的计算机节点上，运维难度变高

• 测试和排查问题的难度提高

4. 如何建设优秀的分布式系统？

4.1 运行视角

引入分布式系统也是有成本的，需要妥善处理好多个节点之间的协调的问题，对于计算机系统来说，主要就是存储和计算两个主题，那么对应到分布式系统中也依然是这样：

• 分布式计算

• 两个节点之间的进程如何通信？

• 如何发现自己要调用的服务？

• 如何做避免系统雪崩？

• 如何确定系统是正常运行的？

• 如何做分布式锁？

• 分布式存储

• 如何做数据分片？

• 如何保障数据一致性？

• 如何做分布式事务？

4.2 抽象视角

对于运行视角面临的一些问题，进行抽象和归类，可以归为下面三个问题：

• 路由问题

• 共识问题

• 运维问题

参考资料

• https://www.cnblogs.com/xybaby/p/7787034.html

• https://www.confluent.io/learn/distributed-systems/

• A Thorough Introduction to Distributed Systems

• https://time.geekbang.org/column/article/481016

• https://time.geekbang.org/column/article/141