架构师之旅之---从集中式向分布式系统演变过程中面临哪些挑战

send_linux

获奖名单已公布：http://bbs.chinaunix.net/thread-4168877-1-1.html

随着计算机系统规模变得越来越大，将所有的业务单元集中部署在一个或若干个大型机上的体系结构，已经越来越不能满足当今计算机系统，尤其是大型互联网系统的快速发展，各种灵活多变的系统架构模型层出不穷。同时，随着微型计算机的出现，越来越多廉价的PC机成为了各大企业IT架构的首选，分布式的处理方式越来越受到业界的青睐——计算机系统正在经历一场前所未有的从集中式向分布式架构的变革。

本期话题：
1．集中式与分布式各自的特点有哪些？
2．什么是分布式一致性？
3．如果失去了一致性约束，分布式系统是否还可以依赖？
4.  从集中式向分布式系统演变过程中面临哪些挑战
5．ZooKeeper可以解决哪些问题？
6.  说说您读完试读样章后的启发

活动规则：
阅读我们提供的图书试读章节来参加活动，写试读心得或根据提供的话题参与讨论！

活动时间：2015-1-6~1-26

本期嘉宾：ChinaUnix架构设计版资深版主 duanjigang

本期奖品：活动结束后将会抽取5名会员赠送《从Paxos到Zookeeper：分布式一致性原理与实践》一本

奖品简介：
从Paxos到Zookeeper：分布式一致性原理与实践             购买链接

作者： 倪超   
出版社：电子工业出版社
ISBN：9787121249679
上架时间：2014-12-25
出版日期：2015 年2月
开本：16开
页码：422

样章阅读：http://wenku.it168.com/d_001581690.shtml

action08

分布式，这个问题高大上。

heureuxQ

习惯不容易改变，只有非使用不可才能全面替代原有的模式！回复 1# send_linux


   

zsszss0000

样章在哪里？怎么没有看到呢？回复 1# send_linux


   

forgaoqiang

单点高性能才是高大上 分布式是没钱没性能的时候采用滴


1．集中式与分布式各自的特点有哪些？
集中式主要应用在单点能够支持所有服务需求的情况下，集中式优点还是很多的，比如不需要任务分发过程中消耗的带宽、计算等其他资源，数据是完全一致的，不存在延迟一致性等问题。版本控制系统中SVN就是一个很好的体现。
分布式最大的特点就是能够将单点不能够完成的事情通过分布的节点共同完成，而且分布在不同的地理位置也能够起到容灾的作用。而且分布式本身需要冗余，能够在部分节点出现故障的情况下正常工作。

2．什么是分布式一致性？
根据数据中的CAP原理，一个服务中的存储系统无法同时满足CAP（数据一致性、数据可用性、分区耐受性）这三个条件，因此有时候为了其中某两个特性，需要牺牲下第三个特性，比如常见的大型网站系统中，通常会强化分布式存储系统的可用性（A）和伸缩性（P），而在某种程度上放弃一致性（C），这也是NoSQL经常采用的手段。
分布式一致性就是指的分布的各个节点之间数据的一致性的具体要求，根据《大型网站技术架构》中的说明，数据一致性从强到弱分别是：
①数据强一致（各个副本中总是一致级别）
②数据用户一致性（副本中不一致没关系，用户最终访问到的时候能够得到一致的数据）
③数据最终一致（副本中不同，访问时可能也不同，但是经过很短的时间后就会一致，最终会达到一致的水平）
很多分布式一致性都是满足条件②的，这样就可以大大提升可用性和伸缩性。

3．如果失去了一致性约束，分布式系统是否还可以依赖？
分布式系统经常分布在不同的物理区域，因为网络等基础设施的影响，总会出现不一致的情况。我们提到的一致性约束一般指的都是很强的一致性，对于一些关键数据可能比较重要，但是对于一些存储的音视频等内容却没有那么重要。因此在一些特定的应用下，即使失去了强一致性仍然可以依赖，因为分布式系统很快就会达到一致，只是需要一定的时间。

4.  从集中式向分布式系统演变过程中面临哪些挑战
正如前面说到的，分布式系统首先面临的问题就是数据一致性的问题，同时分布式系统需要有对应的commander节点来分发任务，为了防止单点故障，master节点也需要冗余，因此又会出现主节点之间的同步问题，这是分布式系统的首要挑战。
其次分布式系统需要管理各个节点，一旦某些节点“失联”或者故障，中心节点也需要应对这些情况，因此分布式系统的逻辑和任务处理就会越来越复杂，Map-reduce的思想是好的，但是实现起来却需要更大的智慧。


5．ZooKeeper可以解决哪些问题？
Zookeeper是一个开源的分布式的应用服务协调服务，能够封装好复杂容易出错的关键服务，将简单易用的接口提供给最终用户，本身是一个管理服务的服务。

6.  说说您读完试读样章后的启发
暂时还没有阅读，阅后奉上自己的看法~

niao5929

最主要的是集中体现了权利，如果分布式了。权利该如何体现呢？？！！呵呵，分布式系统从结构上来说肯定要比集中式系统要好一点点。首先这种结构避免了集中式系统的大一体问题。如果了解互联网的创建初衷。我们就会知道其建立的目的就是为了防止那种集中式电话系统导致的服务不可用问题。分布式系统可以保证局部化问题不会演化成全局性的灾难。现在集中式系统搞了之后，我们的很多人还要再搞个所谓的异地灾备中心。要我说这本身就是集中式系统带来的后遗症。第一这样的异地灾备中心肯定花钱不少，第二这样的结构本身也浪费了系统的资源。想想看，一个异地灾备中心其硬件环境基本和真实的所谓的正常中心差不多。这不是计算资源的巨大浪费吗？？而分布式结构本身就可以将他们搞成一个逻辑上更大的应用系统池，用户可以不用关注到底应用服务器的物理位置。这样不就可以进行天然的异地化部署吗？？个人觉得目前分布式系统需要一个逻辑上的主体。第二，需要更高效的细胞节点间的同步机制。第三，需要更高速的细胞节点间的链接方式。不过目前在LINUX系统中的ETCD和DOCKER技术有可能比较好的解决这些问题。总的来说，分布式系统比集中式系统在结构上要好一些。从安全的角度上讲它比集中式系统要更高一筹。

action08

forgaoqiang 发表于 2015-01-07 13:24
单点高性能才是高大上 分布式是没钱没性能的时候采用滴

有钱有资源就是高大上，没钱穷屌丝只有压榨机器的命

cjfeii

1．集中式与分布式各自的特点有哪些？
        集中式特点：
        a. 部署结构简单
        分布式特点：
        a. 分布性
        b. 对等性
        c. 并发性
        d. 缺乏全局时钟
        e. 故障总是会发生

2．什么是分布式一致性？
        根据CAP理论可以知道，分布式不能实现严格的一致性，需要在一致性、可用性之间寻找一个平衡。
        这就有了BASE理论：Basically Available、Soft state、Eventually consistent。
        分布式中的最终一致性也有一些变种：
        a. 因果一致性
        b. 读己之所写
        c. 会话一致性
        d. 单调读一致性
        e. 单调写一致性
在分布式系统中用这样的一致性来保证一定的可用性。

3．如果失去了一致性约束，分布式系统是否还可以依赖？
        虽然失去了严格意义上的一致性，但是我们可以通过一些复杂的算法来保证分布式系统的可靠性，这些算法有paxos、raft等。
        所以分布式系统还是可以依赖的。

4. 从集中式向分布式系统演变过程中面临哪些挑战
        a. 网络传输的多态性
        b. 服务的高可用、冗余备份以及failover
        c. 服务的分布和数据的切片
        d. 负载均衡
        e. 分布式事务
        f. 数据节点之间的一致和同步
        g. 小概率事件问题
        h. 等。

5．ZooKeeper可以解决哪些问题？
        a. 数据发布/订阅
        b. 负载均衡
        c. 命名服务
        d. 分布式协调/通知       
        e. 集群管理
        f. Master选举
        g. 分布式锁
        h. 分布式队列
        i. 配置管理及维护

6. 说说您读完试读样章后的启发
        a. 分布式系统相对于集中式系统来说功能强大，而实现也更复杂。
        b. 有些在集中式系统中的理论在分布式中有相应的演变，ACID、CAP等。
        c. paxos算法在处理分布式系统中起到很大的作用。
        d. zookeeper是paxos的很好的工程实现，在很多地方都有应用，包括我们自己开发的分布式系统中。

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cjfeii 发表于 2015-01-07 22:07
1．集中式与分布式各自的特点有哪些？
        集中式特点：
        a. 部署结构简单

感谢参与·

cjfeii

楼主送我一本吧，特别想看 回复 9# send_linux