分布式应用系统概念

分布式系统已经无处不在

分布式系统渗透到包括金融与商业、信息社会、创意产业和娱乐、医疗保健、教育、交通与物流、科学、环境管理等行业中。
其中，三个典型的案例可以让我们了解到它的存在性和重要性：Web搜索、大型多人在线游戏、金融交易。

Web搜索

Web搜索引擎的任务是为万维网的所有内容建立索引，其中包含上千亿的页面、上万亿的Web地址。google，它代表了计算历史上最大和最复杂的分布式系统之一。最近的数字表明Google一个月的搜索量已经超过1000亿。其中代表性三大论文是整个业界学习的典范。

大型多人在线游戏

它提供一种身临其境的感觉，博主一直认为游戏是最高端软件，也是入行的第一个动力。想想超大数量的用户通过互联网在一个持久的虚拟世界中交互，是一件多么神奇的事情。

金融交易

金融行业一直以其需求处在分布式系统技术的前沿。特别是在实时需求的领域上。它通常再用分布式基于时间的系统。其中，感兴趣数据项被称为事件，而需求就是可靠和及时的传递事件给大量对此信息感兴趣的用户。

分布式系统的挑战

异构性

网络、计算机硬件、操作系统、编程语言、由不同的开发者完成的软件实现都是造成异构性的主因。其中网络的异构通过互联网协议相互通信而被屏蔽；中间件的流行屏蔽的底层网络、硬件、操作系统和编程语言的异构，它为分布式应用和服务器提供了一直的计算模型，包括RPC、远程事件通知、远程SQL访问和分布式事物调用；虚拟机也是使代码到处运行的一种方法。

开放性

它取决于新的资源共享服务能被增加和供多种客户程序使用的程度。特征就是发布系统的关键接口，使其基于一致的通信机制，让不同提供商提供异构硬件和软件。

安全性

包括三个部分：机密性（防止泄露给未授权的个人）、完整性（防止被改变或被破坏）、可用性（防止对访问资源的手段的干扰）。其中有两个重要的安全问题：拒绝服务攻击和移动代码的安全性仍然没有得到圆满解决。

可伸缩性

顾名思义就是随着资源数量的增加和用户访问的增加，系统仍然能保持其有效性，该系统就被称为可伸缩的。其中有控制物理资源的开销、控制性能损失、防止软件资源用尽和避免性能瓶颈四大挑战。

故障处理

在一个分布式系统中，硬件或软件都会出现未知的故障或者不正常运行，因此故障处理是贯穿整个系统的难题。容错（设计容错机制如重传）、故障恢复（数据恢复或“回滚”保证一致性）、冗余（多条路由或者备份等技术）都是故障处理技术。

并发性

多个用户对同一资源的使用，要保持操作的正确性就必须在数据保持一致的基础上同步。如使用操作系统的信号量。

透明性

• 访问透明性：用相同的操作访问本地资源和远程资源（电子邮件）
• 位置透明性：不需要知道资源的物理位置或网络位置（电子邮件、URL）
• 并发透明性：几个进程能并发的使用共享资源而不互相干扰
• 复制透明性：使用资源的多个实例提升可靠性和性能，而用户和程序员无需知道副本的相关信息
• 故障透明性：屏蔽错误
• 移动透明性：资源和客户能够在系统内移动而不受影响（移动电话）
• 性能透明性：负载变化时，系统能够被重新配置以提高性能
• 伸缩透明性：系统和应用能够进行扩展而不改变系统结构和应用算法
• 服务质量。影响客户和用户体验的服务质量是可靠性、安全性和性能。

这些概念虽然很抽象，且看似简单，但如果能够正确而深入的理解，将受益很多。