本文分析了分布式架构应用广泛的理论。

分布式架构理论

2022/04/6 校对完成

文章更新历史

2022/04/02 初稿。

分布式架构介绍

什么是分布式系统

分布式系统是一个硬件或者软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通信和协调的系统。

通俗的理解，分布式系统是，一个业务分拆成多个子业务，分布在不同的服务器节点，共同构成的服务器系统成为分布式系统。

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，服务器可能放在不同分机柜中，也可能放在不同不同的机房中，深圳分布在不同的城市。

分布式与集群的区别

集群：多个服务器做同一件事情

分布式：多个服务器做不同的事情

分布式系统的特性

1、分布性

空间中可以随机分布。这些计算机可以分布在不同机房，不同城市，甚至是不同国家。

2、对等性

分布式系统中的计算机没有主/从之分，组成分布式的所有节点都是对等的。

3、并发性

同一个分布式系统中的多个节点，可能会并发的操作一些共享的资源，例如数据库或者分布式存储。

4、缺乏全局时钟

由于各个计算机依赖交换信息进行通信，很难定义两件事件的先后顺序，缺乏全局时钟控制序列。

5、故障总会发生

组成分布式系统分计算机，都有可能在某一时间崩掉。分的计算机越多，崩的几率越大。如果考虑设计程序时的故障，则故障的概率会大大的增加。

6、处理单点故障

单点SPoF（Single Point of Failure）：某个角色或者功能只有某一台计算机在支撑，在这台计算机出现的故障叫做单点故障。

分布式系统面临的问题

1. 通信异常

   网络本身不可靠，因此每次通信都会面临网络不可用的风险（光纤、路由器、DNS等硬件系统的不可用），都会导致分布上系统无法顺利进行一次网络通信。即使分布式各个节点直接的网络能够进行通信，延迟也会大于单机操作，存在巨大的时延，这样会影响消息的收发，消息丢失和消息延迟变的很普遍。

2. 网络分区

   网络中出现了网络不连接，但是各个系统之间的子网链接正常，从而导致网络环境被切割成若干个孤立的区域，分布式系统会出现局部小集群。极端情况下，小集群会完成原本需要整个分布式系统才能完成的任务。包括事务的处理，这对分布式的一致性带来了很大的挑战。

3. 节点故障 指的是分布式系统中节点出现宕机，每个节点又有可能出现故障或者僵死，并且经常发生。

4. 三态

   分布式系统中每一次请求都存在三态，即：成功、失败和超时。

5. 重发

   分布式系统在调用是可能会发生 失败 和 超时 ，这时需要重新发起调用。

6. 幂等

   一次或者多次请求同一个资源本身应该有相同的结果（网络超时等问题除外）。即任意多次执行对资源本身产生的影响均与第一次执行的影响相同。