分布式系统架构设计原理与实战：通过观察和监控管理分布式系统

1.背景介绍

随着互联网、移动互联网、云计算等新兴的高科技产业的发展，越来越多的人在使用各种终端设备、APP及网站进行互动。当应用的访问量逐渐增长时，单个服务器所能承受的负载也将越来越大。基于此需求，许多公司选择搭建分布式系统架构来解决应用的性能、可靠性和伸缩性等方面的问题。那么，如何构建一个分布式系统架构，并保证其稳定、高效地运行呢？本文试图通过阅读、分析和模拟实际分布式系统架构的设计过程和运行情况，结合原理、算法和编程语言知识，为读者呈现一个完整的、系统化的、全面覆盖各类细节的分布式系统架构设计方案。

2.核心概念与联系

首先，让我们先熟悉一下分布式系统中最重要的一些核心概念和联系。

分布式计算

分布式计算是指将大型复杂计算任务分解成多台计算机上的小任务，然后将这些结果再汇总得到最终的结果。这样做可以降低计算资源的使用率，提升整体系统的处理能力。

传统的集中式计算就是在一台计算机上完成所有的计算任务。而分布式计算则是将任务分配到不同的计算机或节点上。分布式计算的特点是系统由若干个节点组成，每个节点都保存相同的数据副本，并根据自己的计算资源完成运算。

图1：分布式计算示意图（摘自维基百科）

分布式存储

分布式存储系统中存在着不同的节点，它们之间通过网络连接起来，提供对存储数据的共享访问。存储系统按照功能划分为如下三种类型：

• 远程数据存储系统：分布式文件系统（如NFS、GlusterFS），分布式数据库（如Hadoop HDFS、Amazon S3）。
• 共享数据存储系统