10、分布式系统模型与算法基础解析

分布式系统模型与算法基础解析

1. 分布式系统模型

分布式系统有多种模型，各有特点和适用场景：
- Fail - recovery ：该模型中的算法要应对进程失忆问题，即进程崩溃后可能忘记之前的操作，但可借助稳定存储解决。同时，假设链接是顽固的，算法可依赖最终领导者检测器（Ω）。
- Fail - arbitrary ：这是最通用的分布式系统模型，采用任意故障（或拜占庭）进程抽象和认证完美链接抽象。若将拜占庭进程抽象与认证完美链接以及拜占庭最终领导者检测器抽象结合，就形成了故障嘈杂任意模型。
- Randomized ：随机化模型与其他分布式系统模型性质不同，可视为与它们正交。此模型用于更通用的进程抽象，其中的算法不一定是确定性的，进程可使用随机源选择执行步骤，通常以一定概率实现给定抽象。随机化有时是解决问题或规避确定性算法固有低效性的唯一方法。

需要注意的是，许多抽象仅针对具有崩溃停止进程的三种模型（故障停止、故障嘈杂和故障沉默模型）进行指定。在其他分布式系统模型，特别是故障恢复和故障任意模型中，这些抽象的表述和含义会有所不同。而且，很多研究的抽象并非能在所有模型中实现，例如某些抽象在故障沉默或故障任意模型中无解，随机化解决方案也不明确或尚在研究中。

2. 系统设置

在所有考虑的系统模型中，所有进程的身份在执行开始前就已确定，且需全局知晓。实际中，这些身份要么由管理员手动配置，要么由成员服务自动安装，而成员服务本身也需初始化。

密码学抽象要求根据所有进程的身份分发密钥。例如，消息认证码（MAC