1、分布式系统基础与应用解析

分布式系统基础与应用解析

1. 分布式系统的定义

分布式系统难以用简单的方式定义。Leslie Lamport曾说：“分布式系统是这样一种系统，其中一台你甚至不知道存在的计算机发生故障，可能会使你自己的计算机无法使用。”为了避免定义过度依赖硬件组件的物理分布，现在通常从处理能力的逻辑或功能分布来描述分布式系统，其具备以下特征：
- 多进程 ：系统由多个顺序进程组成，每个进程有独立的控制线程。
- 进程间通信 ：进程通过消息进行通信，消息传输需要有限时间，消息链路也称为通道。
- 不相交的地址空间 ：进程的地址空间不相交，共享内存多处理器不算真正的分布式系统，但共享内存可通过消息实现。
- 共同目标 ：进程相互协作以实现共同目标。例如，两个进程分别计算不同的函数，若没有交互则不是分布式系统；若合作计算圆的面积，则是有意义的分布式系统。

2. 分布式系统兴起的原因

分布式系统在过去几年取得了显著发展，主要归因于以下几点：
- 地理分布的环境需求 ：在许多情况下，计算环境本身就是地理上分散的。以银行网络为例，各银行维护客户账户，还需相互通信以监控银行间交易和记录ATM的资金转移。互联网也是地理分布计算环境的典型，深刻影响了人们的生活，用户的移动性更增加了地理分布的维度。
- 加速计算 ：传统单处理器的计算速度接近物理极限，虽然超标量和VLIW处理器在架构层面引入并行性，但扩展性有限。使用多个处理器将