22、分布式系统：构建高效可靠的计算机网络

分布式系统：构建高效可靠的计算机网络

1 分布式系统的定义与特性

分布式系统是一组相互连接的计算机，它们协同工作，使得整个系统看起来像一个单一的系统。这类系统中的计算机通常位于不同的地理位置，并通过网络连接在一起。分布式系统的关键特性包括透明性、并发性、容错性和可扩展性。

1.1 定义

分布式系统由多个独立的计算机组成，这些计算机相互协作完成共同的任务。系统中的组件彼此通信和协调，以实现共同的目标，但用户感觉不到这些组件是分布在不同地方的。这种特性使得分布式系统能够在大规模环境中高效运作。

1.2 特性

分布式系统的主要特性包括：

• 透明性 ：用户和应用程序不必关心底层的硬件和软件分布情况。
• 并发性 ：多个任务可以同时执行，提高了系统的效率。
• 容错性 ：即使某些节点发生故障，系统仍然能够继续运行。
• 可扩展性 ：可以通过增加新的节点来扩展系统的处理能力和存储容量。

2 分布式系统面临的挑战

尽管分布式系统有许多优点，但也面临着一些挑战。以下是几个主要的挑战：

2.1 一致性

确保所有节点上的数据一致是一个重要问题。在分布式系统中，多个节点可能会同时更新相同的数据，导致数据不一致。解决这个问题的方法包括使用一致性协议（如Paxos、Raft）和分布式事务管理（如两阶段提交、三阶段提交）