《分布式系统原理与范型（第二版）》复习资料 - 图文

分布式复习资料

第1章

分布式系统是若干独立计算机的结合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。 硬件方面：机器本身是独立的。

软件方面：对用户来说就像与单个系统打交道。

重要特性：1、各种计算机之间的差别以及计算机之间的通信方式的差别对用户是隐藏的。

2、用户和应用程序无论在何时何地都能够以一种一致和统一的方式与分布式系统进行交互。

中间件：为了使种类各异的计算机和网络都呈现为单个的系统，分布式系统常常通过一个“软件层”组织起来。该

“软件层”在逻辑上位于由用户和应用程序组成的高层与由操作系统组成的低层之间。如图，这样的分布式系统有时又称为中间件。

注意层次分布与组件

分布式系统的最主要目标是使用户能够方便地访问远程资源，并且以一种受控的方式与其他用户共享这些资源。

透明性：如果一个分布式系统能够在用户和应用程序面前呈现为单个计算机系统，这样的分布式系统就是透明的。 透明的类型：1、访问透明性：指对不同数据表示形式以及资源访问方式的隐藏。

2、位置透明性：指用户无法判别资源在系统中的物理位置。

3、并发透明性：在资源共享时，用户不会感觉到他人也在使用自己正使用的资源。

4、故障透明性：用户不会注意到某个资源(也许他从未听说过这个资源)无法正常工作，以及系统随后从故障中恢复的过程。

开放性：一个开放式的分布式系统，是根据一系列准则来提供服务，这些准则描述了所提供服务的语法和含义。 互操作性：刻画了来自不同厂商的系统或组件的两种实现能够在何种程度上共存并且协同工作，这种共存和协同工

作只能依赖于通过双方在公共标准中规定的各自所提供的服务来完成。

可移植性：刻画了这样的性能，如果为分布式系统A开发了某个应用程序，并且另一个分布式系统B与A具有相同

的接口，该应用程序在不做任何修改的情况下在B上执行的可行程度。

可扩展性：当一个系统需要进行扩展时，必须解决多方面的问题。首先考虑规模上的扩展。在需要支持更多的用户

或资源时，我们常常收到集中的服务、数据以及算法所造成的限制，如图所示。例如，许多服务是以集中的方式实现的，它们由分布式系统中一台特定的计算机上运行的单个服务来提供。这种方案存在的问题是显而易见的：用户增多时该服务将成为系统的瓶颈。即使它拥有无限的处理能力和存储能力，在系统达到一定规模后与该服务器的通信也将发生困难。从而使得系统规模无法继续增长。

扩展技术：

1、 隐藏通信等待时间

对于地域扩展是比较适用的。基本想法：尽量避免等待远程服务对请求的响应。例如，当对远程计算机的某个服务发出请求时，在发出请求端，除了等待服务器响应之外，还可以利用这段时间做其他工作。本质上，以这种方式构建的应用程序使用的异步通信。当响应到来时，应用程序产生中断，并且调用专门的处理程序对前面发出的请求进行处理。 2、 分布技术

分布技术把某个组件分割成多个部分，然后再将它们分散到系统中区。 3、 缓存

缓存是复制的一种特殊形式。与复制相同，缓存一般是在访问资源的客户附近制作该资源的副本。然而，与复制不同的是，是否进行缓存是由要访问资源的客户决定的，而不是由资源拥有者决定的。

缓存和复制都存在严重的缺点，这些缺点可能会对可扩展性造成不良影响。进行缓存或者复制以后，由于资源存在多个副本，修改其中的一个会导致它与其他副本不相同，从而导致一致性方面的问题。

集群计算：底层硬件是由类似的工作站或PC集组成，通过高速的局域网紧密连接起来。而且，每个节点运行的都

是相同的操作系统。

网格计算：组成分布式系统的这种子分组通常构建成一个计算机系统联盟，其中的每个系统归属于不同的管理域，而且在硬件、软件和部署网格技术上也差别很大。

光纤层：在特定站点提供对局部资源的接口。这些接口都进行了定制，以允许在某个虚拟组织中实现资源共享。

连接层：由通信协议组成，用于支持网格事务处理，延伸多个资源的使用。例如，用于在资源之间传输数据或从远程地点访问资源的协议。另外，连接层还有安全协议，用于进行用户和资源的认证。

资源层：负责管理单个资源。它使用由连接层提供的功能，直接调用对光

线层可用的接口。

汇集层：负责处理对多个资源的访问，通常由资源分派、把任务分配和调度到多资源以及数据复制等服务

组成。连接层和资源层由相对较小、较标准的协议集组成，而汇集层由很多用于不同目的的不同协议组成。

应用层：由应用程序组成。

第2章

体系结构样式：1、分层体系结构

2、基于对象的体系结构 3、以数据为中心的体系机构 4、基于事件的体系结构

客户—服务器模型

分为三层：1)用户接口层 2)处理层 3)数据层

多层体系结构

点对点体系结构：在结构化的点对点体系机构中，覆盖网络是一个确定性的过程来构成的。这个使用最多的进程是通过一个分布式哈希表来组织继承的。

超级对等体：能维护一个索引或者充当一个代理程序的结点。控制管理多个常规对等体。

边界服务器系统

这种系统部署在因特网中，服务器放置在网络的“边界”。这种边界是由企业网络和实际的因特网之间的分界线形成的。

协作分布式系统

混合结构主要部署在协作式分布式系统中。在很多重要的系统中，主要问题是先启动起来，因为经常会部署一个传递的客户-服务器结构。一旦某个结点要加入系统，就可以使用完全非集中式的组织结构，用于协作。

自治计算：以高级反馈控制系统的形式来组织分布式系统，允许自动自适应变换。也叫做自主系统。 自适应的多样性：自我管理、自我恢复、自我配置、自我优化等。

反馈控制模型

反馈控制系统的核心由需要管理的组件形成。这些组件能通过可控输入参数驱动，受干扰或噪声输入的影响。 系统本身需要被监视，因此需要对系统各个方面进行测量。但是实际测量很难做到，就需要一个逻辑尺度预测组件。 控制循环的核心部分是反馈分析组件，分析上述测量值，并把它们与参考值进行比较。包含了决定自适应的各种算法。

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