分布式系统部分笔记

分布式基础

什么是分布式系统

分布式系统是一系列具有自主计算单元的集合，这些集合对于用户就像是一个单个的统一的系统一样。

网络操作系统

分布式操作系统：配置在分布式系统上的操作系统，能够直接对分布式系统中的各种资 源进行动态分配，并能有效地控制和协调分布式系统中各任务的并行执行，同时还向用 户提供了一个方便的、透明的使用整个分布式系统的界面

网络操作系统：是在网络环境下实现对网络资源的管理和控制的操作系统，是用户与网络资源之间的接口。网络操作系统是建立在独立的操作系统之上，为网络用户提供使用网络系统资源的桥梁。在多个用户争用系统资源时，网络操作系统进行资源调剂管理， 它依靠各个独立的计算机操作系统对所属资源进行管理，协调和管理网络用户进程或程 序与联机操作系统进行交互。

DOS: distributed operating system 分布式操作系统，紧耦合系统，用于管理多处理器系统和同构 式多计算机系统

NOS: network operating system 网络操作系统，松耦合系统，用于管理异构式多计算机系统

分布式系统目标

• 使得资源可利用：使用户能够方便地访问远程资源，并且以一种受控制的方式与其他用户共享这些资源
• 分布式透明性：分布式系统把它的进程和资源实际上在多台计算机上分布这样一个事 实隐藏起来，能够在用户和应用程序面前呈现为单个计算机系统，这样的分布式称 为具有透明性，包括访问、位置、迁移、重定位、复制、并发、故障。
• 开放性：系统根据一系列准则来提供服务，这些准则描述了所提供服务的语法 和语义，则说系统具有开放性。
• 可扩展性：在规模上可扩展、地域上可扩展、管理上可扩展

为什么要分布式

• 经济性：微处理器能提供比大型机更好的性价比。
• 速度：分布式系统能提供比大型机更强的计算能力。
• 固有的分布性：有一些应用包含物理上分布的机器。
• 可靠性：当某台机器崩溃时，整个系统仍能正常工作。
• Incremental growth（可扩展性）：计算能力逐步增加
• 数据共享：允许用户共享一个数据库。
• 外设共享：允许用户共享昂贵的外设，如彩色打印机。
• 灵活性：将工作负载更有效的分派到合适的机器上。

分布式系统类型：

分布式计算系统，分布式信息系统，分布式普适系统。

一致性

线性一致性（Linear Consistency）

​ 强一致性或原子一致性

• 每一个读操作都将返回『最近的写操作』（基于单一的实际时间）的值
• 对任何进程的表现均一致。

顺序一致性（Sequential Consistency）

• 读写操作按照某种顺序
• 所有进程看到的读写顺序一致

因果一致性（Causal Consistency）

• 所有进程对因果关系必须保持相同顺序（因果读写的先后顺序）
• 没有因果关系的写操作，不同进程看到的顺序可以不同。

FIFO一致性

• 对同一进程，读写按照本地时间顺序，即虽有进程看到的统一进程读写按照先后顺序。
• 不同进程的读写顺序没有要求，不需要满足因果一致性。