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下面谈一谈对于分布式系统的理解和总结
分布式系统的起源
起源于20世纪70年代中期的分布式系统已经历了近30年的开发与研究,从简单的多机文件共享到广义的资源共享,从单一的计算模型到多种多层次的计算模型,从封闭的局部网络到开放的全球网络,分布式系统已演化成近代计算机系统的基本组织结构,支持非常广泛的工业、商业应用。分布式系统自身也从学术界走入商业化,日益丰富完善,日益规范成熟。
分布式系统的概述
概言之,分布式系统是一组协同工作的计算机。这组计算机被网络连接,用通信的手段进行协调同步,用合理的算法调度分配资源,从而达到高效可靠的计算。当然,分布式系统是一个泛指词。如果细分的话,我们可以有不同种类不同功能的分布式系统。例如,以分布计算为主的系统一般采用紧密耦合计算机系统,或者是共享内存的多处理器,或者是用高速网络相连的一组同构计算机。而另一方面,以网络服务为主的系统则面临多种多样的计算设备。这些设备可以是计算机、无线电话、传感器乃至家用电器。它们可以形成一个局域网,也可以开放到一个广域网。此外,现代分布式系统一般是在网络操作系统外层增加一层软件,亦称为“中间件”。用中间件实现的分布式系统易于标准化,使得不同厂商生产的软/硬件在用户面前呈现出友好的、一致的界面。
分布式系统和单机系统的对比
与单机系统相比,分布式系统具有几个显著的特征:共享性、开放性、并发性、可调节性、容错性以及透明性。资源共享是分布式系统的首要特征。资源可以是数据,可以是软件,也可以是硬件。例如,在客户/服务器模型里,共享的资源就是服务器所提供的各种服务。开放式的分布式系统遵循一套标准的协议和界面为用户提供服务,其主要优点是灵活性,在不影响现存服务的前提下,新的共享资源可被安全地扩充到系统中。顾名思义,并发性指的是在同一时间处理多个任务,其优点在于提高效率。可调节性的含义很广,不仅一个分布式系统的功能可调节,其网络规模亦可调节,管理结构也可调节。容错性关系到一个分布式系统能否可靠地运行,当事故或异常事件发生时,具备容错能力的系统可以自动排除故障并恢复运行。为了方便用户使用,一个分布式系统要尽量透明,要尽可能地隐藏系统的内部细节,使之作为一个整体展示在用户面前,这样才能易学易用易管理。
分布式系统的总结
分布式系统并不是一种抽象的概念。要搞清楚分布式系统的原理及设计,我们不仅要探讨相关的理论基础,也要通过算法设计与分析来理解系统实现中的具体问题。在了解了分布式系统的目标和基本模型的基础下,我们将引入分布式系统的构成模块,重点介绍现存的解决方案以及存在的问题。具体的构成模块包括网络、通信、并发计算、域名服务、同步与互斥、时间与协作、分布式事务处理、复制技术、容错机制以及安全机制。通过学习,学生们应能掌握设计和实现分布式系统的基本知识和技能,并能把学到的知识运用到实践中。此外,本书最后一章还简要地介绍了分布式系统研究领域里的新进展,使得学生们在掌握基本原理的同时。
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