3.1分布式系统-系统结构
分布式系统架构设计
分布式系统架构设计分布式系统是由多个独立且自治的计算机节点通过网络互相通信和协同工作的系统。
在当今互联网和云计算的背景下，分布式系统已经成为了大规模数据处理和计算的基础设施。
在设计分布式系统架构时，需要考虑以下几个方面：1.可伸缩性：分布式系统的一个主要目标就是实现可伸缩性，即能够根据需求灵活扩展和缩减计算和存储资源。
为了实现可伸缩性，可以采用水平扩展的方式，将负载分布到多个计算节点上，通过增加或减少节点的数量来调整系统的总体能力。
2.容错性：由于分布式系统由多个节点组成，其中任何一个节点都可能发生故障。
因此，容错性是设计分布式系统时需要考虑的重要因素。
可以采用冗余备份的方式来保证系统的可靠性，如复制数据到多个节点，当一个节点发生故障时，可以从其他节点恢复数据。
3. 一致性：在分布式系统中，由于节点之间的通信延迟和可能的网络分区等原因，节点之间的数据可能存在不一致的情况。
为了保证数据的一致性，可以采用分布式一致性协议，如Paxos或Raft。
这些协议通过协同节点之间的操作顺序来保证数据的一致性。
4.可靠性：分布式系统的可靠性是指系统能够在发生故障时继续提供服务，并且在故障恢复后能够正常工作。
为了提高系统的可靠性，可以采用故障检测和故障恢复机制，如心跳检测和自动故障转移等。
此外，还可以使用容错技术，如容器化和虚拟化等，将系统运行在多个主机上，以减少单点故障。
5.可扩展性：可扩展性是指系统能够在负载增加时保持性能的稳定。
为了实现可扩展性，可以采用异步消息传递的方式来解耦系统的各个组件，利用消息队列来缓冲和调节高峰负载。
6.安全性：在设计分布式系统时，需要考虑数据和通信的安全性。
可以采用加密算法保护数据的机密性，使用数字签名和数字证书验证通信的合法性。
此外，还需要采用访问控制和身份认证等机制来保护系统的安全性。
在实际设计分布式系统时，可以采用一些经典的架构模式，如客户端-服务器模式、分布式数据库、MapReduce等。
计算机操作系统分布式系统基础知识了解分布式系统的架构和通信模型
计算机操作系统分布式系统基础知识了解分布式系统的架构和通信模型分布式系统是由多台计算机组成的系统，这些计算机通过网络相互连接，共同完成某项任务。
与传统的单机系统相比，分布式系统具有更高的性能和可靠性。
在分布式系统中，计算机之间可以进行通信和数据传输，从而实现资源共享和协同工作。
本文将介绍分布式系统的基础知识，包括架构和通信模型。
一、分布式系统的架构分布式系统的架构包括两种常见的模式：客户端-服务器模式和对等模式。
1. 客户端-服务器模式客户端-服务器模式是一种常见的分布式系统架构。
在这种架构中，有一个或多个客户端计算机与一个或多个服务器计算机进行通信。
客户端发送请求，而服务器接收请求并提供相应的服务。
这种架构适用于客户端与服务器之间的任务划分明确，客户端通常是终端用户，而服务器则负责处理客户端的请求。
2. 对等模式对等模式是另一种常见的分布式系统架构。
在这种架构中，系统中的每个计算机都可以充当客户端和服务器。
对等模式适用于互相合作的多个计算机之间的任务分布不明确的情况。
在对等模式中，每个计算机都具有相同的地位，可以互相发送请求和提供服务。
二、分布式系统的通信模型在分布式系统中，计算机之间的通信至关重要。
常见的分布式系统通信模型包括远程过程调用（RPC）和消息传递模型。
1. 远程过程调用（RPC）远程过程调用是一种通信模型，它允许分布式系统中的计算机通过类似于本地过程调用的方式进行通信。
在RPC中，客户端计算机调用远程服务器上的过程，就像调用本地过程一样。
远程过程调用可以方便地实现分布式系统中的函数调用和数据传输。
2. 消息传递模型消息传递模型是另一种常见的分布式系统通信模型。
在消息传递模型中，计算机之间通过发送和接收消息进行通信。
发送方将消息发送到通信网络中，接收方从网络中接收消息。
消息传递模型灵活性较高，可以支持异步通信和大规模系统的构建。
三、总结分布式系统是由多台计算机组成的系统，具有高性能和可靠性的优势。
分布式体系结构
分布式体系结构一、分布式计算分布式计算是指将计算任务分布在多个计算机上进行处理，以实现计算效率的提高和计算成本的降低。
分布式计算系统通常由一组相互连接的计算机组成，这些计算机协同工作，共同完成计算任务。
在分布式计算中，不同的计算机可以运行不同的操作系统和编程语言，这使得分布式计算具有高度的灵活性和可扩展性。
二、分布式存储分布式存储是指将数据存储在多个计算机上，以实现数据的高可用性和可扩展性。
与传统的中心式存储相比，分布式存储具有更高的可靠性和灵活性。
在分布式存储系统中，数据被分散存储在多个节点上，这使得数据备份和恢复更加容易和可靠。
同时，分布式存储也便于数据的扩展和维护。
三、分布式数据库分布式数据库是指将数据库系统建立在多个计算机上，以实现数据的分布式存储和处理。
与传统的集中式数据库相比，分布式数据库具有更高的可扩展性和可靠性。
在分布式数据库中，数据被分散存储在多个节点上，这使得数据备份和恢复更加容易和可靠。
同时，分布式数据库也便于数据的扩展和维护。
四、分布式网络分布式网络是指将网络结构建立在多个计算机上，以实现网络的分布式管理和控制。
与传统的中心式网络相比，分布式网络具有更高的可靠性和灵活性。
在分布式网络中，不同的计算机可以运行不同的操作系统和协议栈，这使得分布式网络具有高度的灵活性和可扩展性。
五、分布式安全分布式安全是指为分布式系统提供安全保障的技术和方法。
在分布式系统中，由于计算和数据是分布的，因此安全问题也呈现出分布式的特点。
为了保证分布式系统的安全性，需要采取一系列的安全措施和技术手段，如身份认证、访问控制、加密传输等。
六、分布式管理分布式管理是指对分布式系统进行管理和维护的技术和方法。
在分布式系统中，由于计算和数据是分布的，因此管理问题也呈现出分布式的特点。
为了保证分布式系统的稳定性和可靠性，需要采取一系列的管理措施和技术手段，如监控、日志、故障排除等。
七、分布式监控分布式监控是指对分布式系统进行监控和优化的技术和方法。
常用的分布式体系结构
常用的分布式体系结构分布式体系结构是指将一个系统划分为多个相互独立的模块，并将这些模块部署在不同的计算节点上，通过消息传递或远程调用等方式进行协作，从而形成一个分布式的整体系统。
常用的分布式体系结构有以下几种：1. 客户-服务器体系结构（Client-Server Architecture）：该体系结构是最常见的一种，将系统划分为客户端和服务器端两个部分。
客户端负责发送请求并接收返回的数据，而服务器端负责处理请求并返回结果。
这种体系结构适用于对于响应时间和资源利用率要求较高的系统，如网站和应用程序。
2. 三层架构（Three-Tier Architecture）：该体系结构将系统划分为表示层、应用层和数据层三个部分。
表示层负责处理用户界面交互，应用层负责处理业务逻辑，数据层负责持久化数据。
这种体系结构可以提高系统的可维护性和可扩展性，并且可以将处理逻辑和数据逻辑分离，使得系统更加灵活。
3. 微服务架构（Microservices Architecture）：该体系结构将系统划分为多个小型的、独立的服务。
每个服务都可以独立地开发、部署和扩展，并且通过轻量级的通信机制进行协作。
这种体系结构可以提高系统的可伸缩性和可灵活性，并且可以根据需求独立地进行服务的添加和修改。
4. 面向消息的体系结构（Message-Oriented Architecture）：该体系结构将系统划分为多个组件，这些组件通过消息队列进行通信。
每个组件都可以独立地生产和消费消息，从而实现了松耦合的组件之间的通信。
这种体系结构适用于异步通信和解耦系统各部分的场景，如事件驱动系统和消息传递系统。
5. 多层体系结构（Multi-Tier Architecture）：该体系结构将系统划分为多个层次，每个层次都具有不同的功能。
例如，前端层负责处理用户界面，业务逻辑层负责处理业务逻辑，数据访问层负责与数据库交互。
这种体系结构可以提高系统的可扩展性和可复用性，并且可以将不同的功能独立地进行开发、部署和测试。
分布式文件系统HDFSPPT课件
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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3.1 分布式文件系统
• 3.1.1 • 3.1.2
计算机集群结构 分布式文件系统的结构
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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3.1.1计算机集群结构
•分布式文件系统把文件分布存储到多个计算机节点上，成千上万的计算 机节点构成计算机集群 •与之前使用多个处理器和专用高级硬件的并行化处理装置不同的是，目 前的分布式文件系统所采用的计算机集群，都是由普通硬件构成的，这就 大大降低了硬件上的开销
客户端 文件名或数据块号 名称节点
(Client)
(NameNode)
数据块号、数据块位置
写数据 读数据
数据节点 (DataNode)
数据节点 （DataNode）
……
本地Linux文件系统
本地Linux文件系统
机架1
……
备份
数据节点
数据节点
（DataNode）
（DataNode）
……
本地Linux文件系统
Ø名称节点起来之后，HDFS中的更新操作会重新写到EditLog 文件中，因为FsImage文件一般都很大（GB级别的很常见）， 如果所有的更新操作都往FsImage文件中添加，这样会导致系 统运行的十分缓慢，但是，如果往EditLog文件里面写就不会这 样，因为EditLog 要小很多。每次执行写操作之后，且在向客户 端发送成功代码之前，edits文件都需要同步更新。
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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3.4.3通信协议
• HDFS是一个部署在集群上的分布式文件系统，因此，很多 数据需要通过网络进行传输。 • 所有的HDFS通信协议都是构建在TCP/IP协议基础之上的。 • 客户端通过一个可配置的端口向名称节点主动发起TCP连 接，并使用客户端协议与名称节点进行交互。 • 名称节点和数据节点之间则使用数据节点协议进行交互。 • 客户端与数据节点的交互是通过RPC（Remote Procedure Call）来实现的。在设计上，名称节点不会主动发起RPC， 而是响应来自客户端和数据节点的RPC请求。
分布式系统架构及原理
分布式系统架构及原理随着互联网的普及和发展，人们对系统的要求也越来越高，特别是在数据处理和计算能力方面。
为了满足这种需求，分布式系统应运而生。
集中式架构是最简单的分布式系统架构，所有的功能都由一个中心服务器提供。
客户端-服务器架构则将系统功能分为客户端和服务器端，客户端发送请求，服务器端提供服务。
这种架构可以减轻服务器的负担，提高并发处理能力。
对等网络架构中，所有节点都可以充当客户端和服务器，彼此之间没有层级关系。
分布式对象架构是一种基于对象的架构，将系统的功能划分为不同的对象，分布在不同的服务器上。
分布式系统架构的设计原则是高内聚、低耦合、可扩展和可靠性。
高内聚指一个模块或组件应该聚合具有相关功能的代码；低耦合指各个模块之间的依赖关系要尽量降低，减少改动的影响范围；可扩展性指系统能够根据需求增加新的节点，提高系统的处理能力；可靠性指系统能够保证数据的完整性和可用性，具备容错和自恢复能力。
在分布式系统中，常用的解决方案有：负载均衡、数据分片和容错机制等。
负载均衡是通过将请求分发到集群中的各个节点，使得每个节点都能得到合理的负载，提高系统的性能和稳定性。
数据分片是将大规模数据分散存储在多个节点上，提高数据的读写速度和可用性。
容错机制是保证系统能够在节点故障或网络中断的情况下继续正常工作，常用的方式有备份和复制。
分布式系统还面临着一些挑战，如一致性、并发控制和数据一致性等。
一致性指系统中的数据和状态在任何时刻都是一致的；并发控制是保证多个操作同时进行时的正确性；数据一致性是指在分布式系统中对数据进行操作时要保证数据的一致性。
总而言之，分布式系统架构及其原理是实现高性能和高可靠性的关键。
在设计和实现分布式系统时，需要考虑到架构的选择、负载均衡、数据分片、容错机制以及一致性和并发控制等问题。
只有在合理的架构和原理指导下，分布式系统才能充分发挥其优势，满足人们对系统的需求。
变电站自动化系统控制与操作
浅析变电站自动化系统的控制与操作摘要：本文介绍了变电站自动化系统结构特点，比较了常规站与自动化站控制与操作系统的差异，提出了作者自己的看法。
关键词：变电站;自动化系统 ;控制与操作中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号：1、前言电力自动化是指综合运用控制理论、电子设备、仪器仪表、计算机软硬件技术及其他技术，对发电过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加发电量、提高发电生产效率和质量、降低消耗、确保安全等目的的一类综合性技术。
随着社会及电力工业的发展，电力自动化的重要性与日剧增。
传统的信息、通讯和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。
最新的技术，包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等，大大提升了过程系统的效率和安全性能。
2、变电站自动化系统的定义1997年国际大电网会议(cigre)wg34．03工作组在“变电站内数据流的通信要求”报告中提出了“变电站自动化”和“变电站自动化系统(sas)”2个名词。
此名词立即被国际电工委员会(iec)tc57技术委员会(电力系统控制和通信技术委员会)在制定iec61850(即变电站通信网络和系统)标准中采纳。
iec61850对变电站自动化系统(substation au－tomation system)的定义为：变电站自动化系统(sas)就是在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化。
iec61850指出，变电站自动化系统(sas)的功能是指变电站必须完成的任务。
这些功能包括控制、监视和保护变电站的设备及其馈线。
同时，还包括变电站自动化系统的维护功能,即系统组态、通信管理和软件管理等功能。
变电站自动化系统的功能在逻辑上可分配在3个层次(变电站层，间隔层或单元层，过程层)。
这些层及逻辑接口1～9之间的逻辑关系可用图1说明。
3、变电站自动化系统结构目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：3.1分布式系统结构按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。
(奥威亚)分布式录播系统构建方案3.1
区域性分布式录播系统方案目录第一章系统产品清单及技术参数 (5)第二章分布式录播系统构建方案 (9)2.1系统概述 (9)2.2方案优势 (10)2.3系统组成 (11)2.3.1系统前端模块 (12)2.3.2传输网络 (13)2.3.3录播中心系统 (14)2.4设备部署 (14)2.4.1录播课室设备部署 (15)2.4.1.1单摄像机录播课室 (15)2.4.1.2单路摄像机+1路VGA/HDMI录播课室 (16)2.4.1.3两路摄像机+1路VGA/HDMI录播课室 (18)2.4.1.4四路摄像机+2路计算机全自动跟踪录播课室 (19)2.4.2网络传输系统 (21)2.4.3中心机房 (22)2.5前端录播系统设备性能及技术参数 (23)2.5.1A2录播主机 (23)2.5.2A3录播主机 (27)2.5.3高清摄像机HD-200S (31)2.5.4全向拾音话筒AT-880 (32)2.5.5A6录播主机 (33)2.5.6高清场景摄像机EHD-202SN (38)2.5.7图像跟踪主机ITS-1000 (39)2.5.8图像跟踪定位摄像机M2760PDL (40)2.5.9数字音频处理器IAM-804 (40)2.5.10专业拾音话筒AT-680 (44)2.5.11控制面板KP-V (44)2.5.12导播应用软件 (45)2.5.13跟踪管理软件 (49)第三章录播系统管理平台软件 (51)3.1概述 (51)3.2管理平台功能界面 (52)3.3平台的系统管理功能 (53)3.3.1录播课室监视功能 (53)3.3.2录播视频回放功能 (54)3.3.3设备管理 (54)3.3.4用户管理 (55)3.4平台的教学管理功能 (56)3.4.1课堂教学随机浏览功能 (57)3.4.2督导过程场记功能 (58)第四章系统应用服务 (60)4.1教学视频应用服务云平台建设背景 (60)4.1.1教育行业环境 (60)4.1.2教育模式变革 (61)4.1.3教师专业发展 (61)4.1.4用户需求分析 (62)4.1.4.1录播系统使用低效 (63)4.1.4.2区域共建共享环境缺乏支撑 (63)4.1.4.3网络教研与视频资源没有深度融合 (63)4.1.4.4优质公开课的大规模直播 (64)4.1.4.5视频资源的细粒度应用 (64)4.1.4.6其它应用服务功能 (64)4.2平台设计理念 (64)4.2.1录播设备与教学视频案例资源管理整合 (65)4.2.2教学视频案例资源管理与教师教研活动应用整合 (65)4.2.3区域视频案例资源与学校视频案例资源整合 (66)4.3平台概述 (67)4.4平台特点 (69)4.4.1多级部署整合 (69)4.4.2分级分域管理 (69)4.4.3分层设计部署 (70)4.4.4标准视频格式全面支持 (70)4.4.5点播直播码流切换 (71)4.4.6灵活的权限自定义功能 (72)4.4.7云服务模式 (72)4.4.8角色功能设计 (73)4.4.8.1教育局领导角色界面 (73)4.4.8.2教研员及督导角色界面 (74)4.4.8.3学科教师角色界面 (77)4.4.8.4学生及学生家长角色界面 (79)4.4.8.5系统管理人员 (80)4.5平台功能模块 (81)4.5.1平台门户 (81)4.5.1.1注册模块 (81)4.5.1.2多维度资源排行榜 (81)4.5.1.3信息发布 (82)4.5.1.4资源搜索 (83)4.5.1.5个人空间 (84)4.5.2视频点播模块 (85)4.5.2.1立体式资源管理 (85)4.5.2.2自动课例单元汇集管理 (86)4.5.2.3视频发布 (86)4.5.2.4分享功能 (87)4.5.2.5移动点播 (88)4.5.3课堂直播模块 (89)4.5.3.1课表设置模块 (89)4.5.3.2录播接入 (89)4.5.3.3预约模式 (90)4.5.3.4录播直播 (90)4.5.3.5多媒体评论 (91)4.5.4教研互动模块 (92)4.5.4.1活动创建与审批 (93)4.5.4.2参与申请 (93)4.5.4.3活动管理 (93)4.5.5微课模块 (94)4.5.5.1虚拟切片模块 (94)4.5.5.2微课智能分析 (95)4.5.5.3在线编辑功能 (96)4.5.6专业评课模块 (97)4.5.6.1直播评价 (98)4.5.6.2课例评价 (98)4.5.6.3评价量表 (98)4.5.6.4ST分析评价 (99)4.5.6.5创新语音技术 (101)4.5.7系统管理模块 (101)4.5.7.1构建组织架构 (102)4.5.7.2用户管理 (102)4.5.7.3角色设置 (102)4.5.7.4系统设置 (102)4.5.7.5日志管理 (103)4.5.7.6系统初始化 (103)4.5.7.7菜单维护 (103)第一章系统产品清单及技术参数第二章分布式录播系统构建方案2.1系统概述在一个学校或一个区域的范围内，随着录播课室数量的不断增加，对分布在不同地点的录播系统设备的管理，逐渐成为用户的一大难题。
02分布式控制系统的体系结构
02分布式控制系统的体系结构分布式控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是一种由多台个体控制单元组成的控制系统。
其体系结构是由若干分布式控制器、操作站和通讯网络组成，用于实时监测、控制和管理工业过程中的各种生产参数和设备设施。
本文将分析分布式控制系统的体系结构，并介绍其各个组成部分的功能和作用。
一、分布式控制器分布式控制系统的核心部分是分布式控制器。
它是由多个分布式控制因子组成，主要负责接收传感器信号、计算控制算法、驱动执行器，实现对过程参数的实时监测和控制。
分布式控制器通常采用红外线、无线电波、以太网等通信方式与其他组件进行数据传递。
二、操作站操作站是分布式控制系统的用户界面，用于人机交互和控制系统的人工操作。
操作站上装有操作界面、监控界面、数据处理界面和报警界面等，用户可以通过操作站进行对工业过程的监测、控制、调整和设备管理。
操作站通常由计算机、触摸屏和键盘等硬件设备组成，运行着专门的控制软件。
三、通讯网络通讯网络是分布式控制系统中各个组件之间进行数据传输和通信的重要媒介。
通讯网络通常采用现代化的网络技术，如局域网（Local Area Network，简称LAN）、广域网（Wide Area Network，简称WAN）等，以实现高速、可靠、安全的通信。
通讯网络的质量和性能对于整个系统的运行效果和安全性至关重要。
四、传感器和执行器传感器是分布式控制系统中的输入设备，用于实时采集工业过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位、浓度等。
执行器则是分布式控制系统中的输出设备，负责根据控制器的指令对各种执行设备进行控制，如闸门、调节阀、电机等。
传感器和执行器通过信号转换器与分布式控制器进行连接。
五、数据库数据库是分布式控制系统中的重要组成部分，用于保存和管理系统中的各种数据，如传感器采集数据、控制参数、工艺流程、历史记录等。
数据库可以提供实时的数据查询和分析功能，为系统的管理和优化提供依据。
操作系统中的分布式系统
操作系统中的分布式系统操作系统是计算机系统中的核心组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源，以及为用户和应用程序提供一个运行环境。
在操作系统中，分布式系统是一种特殊的系统架构，它由多台计算机节点组成，并通过网络连接，共同协作完成任务。
一、分布式系统的定义和特点分布式系统是一种由多个独立计算机节点组成的系统，这些节点通过网络互相连接，彼此协作工作。
分布式系统具有以下特点：1. 分布性：分布式系统的各个节点分布在不同的物理位置上，并通过网络连接。
2. 并发性：分布式系统的各个节点可以同时进行独立的计算和处理任务。
3. 透明性：分布式系统对用户和应用程序来说，应当像一个单一的系统一样，屏蔽了底层的物理细节。
4. 可靠性：分布式系统的节点可以由多个冗余计算机组成，从而提供了更高的可用性和容错性。
5. 可扩展性：分布式系统可以通过增加或减少节点的方式，方便地扩展或缩小系统的规模。
二、分布式系统的组成和层次结构分布式系统由多个计算机节点组成，这些节点可以是计算机、服务器、终端设备等。
在操作系统中，分布式系统通常包括以下几个层次：1. 硬件层：包括计算机节点的物理设备，如处理器、内存、硬盘、网络接口等。
2. 通信层：负责节点之间的通信和数据传输，通常使用网络协议来实现节点之间的互联。
3. 资源管理层：控制和管理分布式系统中的共享资源，如文件系统、数据库、并行计算等。
4. 任务调度层：负责将任务分配给各个节点，并进行任务的调度和协调。
5. 安全管理层：保护分布式系统的安全，防止未授权的访问和攻击。
三、分布式系统的应用领域分布式系统在现代计算和网络技术中得到广泛应用，涵盖了许多领域，如：1. 大规模互联网服务：分布式系统支持了各大互联网公司的大规模服务，如搜索引擎、社交网络、电子商务平台等。
2. 科学研究和计算：分布式系统在科学计算领域中扮演了重要角色，支持了大规模计算、模拟和数据处理等任务。
3. 云计算和虚拟化：分布式系统为云计算提供了基础，允许用户通过互联网访问和使用分布在不同地理位置上的计算资源。
分布式系统架构设计详解
分布式系统架构设计详解在现代科技的快速发展下，越来越多的应用系统需要处理大数据、高并发等问题，传统的单机系统已经无法满足需求。
为了解决这些问题，分布式系统架构应运而生。
分布式系统架构是将一个复杂的应用系统拆分成多个独立的子系统，并通过网络进行通信和协作，以达到高性能、高可靠性的目标。
本文将详解分布式系统架构的设计原则和常见的架构模式。
1. 设计原则1.1 拆分原则在设计分布式系统架构时，首先需要进行系统的拆分。
拆分的目的是将一个庞大复杂的系统拆解成多个小模块，每个模块具有明确的职责和功能。
拆分原则有以下几个方面：1.1.1 单一职责原则每个模块只负责一项特定的功能，避免一个模块承担过多的责任。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性，并降低开发和测试的复杂度。
1.1.2 高内聚低耦合原则拆分后的模块之间应该尽量减少依赖关系，模块之间的耦合度要尽量低。
这样可以提高系统的灵活性和可复用性，方便对某个模块进行独立的优化和升级。
1.2 异步通信在分布式系统中，模块之间的通信是通过网络进行的。
为了提高系统的性能和可靠性，通信方式应该尽量采用异步通信。
异步通信可以将请求发送出去后立即释放资源，不需要等待响应。
这样可以提高系统的并发处理能力和吞吐量。
1.3 容错与恢复在设计分布式系统架构时，容错与恢复是非常重要的考虑因素。
分布式系统中的单个模块或节点可能会出现故障，为了保证整个系统的可用性，需要设计容错机制和故障恢复策略。
1.3.1 任务迁移当一个节点发生故障时，需要将其上的任务重新分配到其他节点上。
任务迁移可以避免单点故障，提高系统的可用性和稳定性。
1.3.2 冗余备份将数据进行冗余备份，可以保证在某个节点发生故障时，数据仍然可用。
常见的冗余备份策略有主从备份和多副本备份。
2. 常见架构模式2.1 客户端-服务器模式客户端-服务器模式是目前应用最广泛的分布式系统架构模式之一。
该模式将系统划分为两个主要部分：客户端和服务器。
分布式系统
分布式系统一、概念解释（1）同构型与异构型分布式系统同构型分布式系统：组成该系统的计算机的硬件和软件是相同的或非常相似的，同时组成该系统的计算机网络的硬件和软件也是相同的或非常相似的的分布式系统称为同构型分布式系统。
异构型分布式系统：组成该系统的计算机的硬件或软件是不同的，或者组成该系统的计算机网络的硬件或软件也是不同的分布式系统称为异构型分布式系统。
（2）紧密耦合与松散耦合分布式系统紧密耦合分布式系统：连接方式为内部总线或机器内互连网络；处理资源间距离为物理上分散，相距很近；处理资源为处理机；通信方式为共享存储器的分布式系统称为紧密耦合分布式系统。
松散耦合分布式系统：连接方式为通信网络；处理资源间距离为地理上分散，相距很远；处理资源为计算机系统；通信方式为报文交换的分布式系统称为松散耦合分布式系统。
（3）中间件服务中间件服务：中间件服务为应用程序隐匿底层平台的异构性。
许多中间件系统提供某种程度的全局服务集成，并且只为用户或应用程序提供使用这些服务的接口。
（4）阻塞原语与非阻塞原语阻塞原语：阻塞原语是阻塞性报文通信原语也称为同步原语。
阻塞原语不立即将控制权返回给调用该原语的进程，也就是说send一直被阻塞直到发送的信息被接收方收到并得到接收方的应答。
同样地，receive一直被阻塞，直到要接受的信息到达并被接收。
非阻塞原语：非阻塞原语不提供任何形式的同步，非阻塞原语也称为异步原语。
执行发送和接收时，控制权立即返回给进程并继续执行语句。
然后，收到响应而产生一个中断，通知进程可以完成原语。
（5）客户存根与服务器存根客户存根（client stub）：客户代理。
在客户上的进程需要访问服务器上的资源时，可以发出一条带有参数的RPC命令给客户存根，以委托它充当调用进程的代理。
客户存根接收到RPC的命令后，便去执行本次的远程过程调用；客户存根与一个客户应用相联，它对于该客户就像一个服务器一样，它截取客户的远程调用命令后，利用通信网络向服务器发送服务请求，在返回时，它获取返回信息，并将结果返回给客户。
分布式系统分布式系统的基本概念与架构设计
分布式系统分布式系统的基本概念与架构设计分布式系统的基本概念与架构设计随着科技的发展，计算机系统的规模和复杂度日益增加，单一的计算机系统已经无法满足大量数据的处理和应用需求。
分布式系统因此应运而生，成为一种科技发展的必然趋势。
本文将介绍分布式系统的基本概念，以及常用的分布式系统架构设计。
一、基本概念1. 分布式系统分布式系统是指由多个独立的计算机系统通过通信网络互相连接，协同完成一个任务的系统。
分布式系统的最大特点是共享资源和通信。
每个计算机系统称为分布式系统的节点，它们通过网络互相连接，协同完成一个任务。
分布式系统的优势在于可扩展性、高可用性、高性能和资源共享。
2. 通信通信是分布式系统中的重要组成部分，各节点之间需要进行通信才能协同完成任务。
通信方式一般包括进程间通信和消息传递两种方式。
每种通信方式都有自己的优缺点，具体使用需要根据具体情况而定。
3. 共享资源分布式系统中的节点可以共享资源，例如共享文件系统、数据库、计算资源等。
共享资源的好处在于可以提高系统的利用率和性能，减少资源的浪费。
二、架构设计基于以上基本概念，分布式系统的架构设计可以主要分为以下几种。
1. 客户端/服务器架构客户端/服务器架构是最常见的分布式系统架构。
它以服务器为核心，客户端通过网络连接到服务器获取资源或服务。
该架构适用于服务提供者与服务请求方场景，如Web应用程序和数据库系统。
2. 对等网络架构对等网络架构是指所有节点具有相同的地位和能力。
节点与节点之间通过网络相互连接，并通过协调策略实现分布式系统共同的目标。
对等网络适用于节点具有相同能力和平等合作的场景，如P2P文件共享系统。
3. 分层架构分层架构是将各个任务分为不同的层次来处理。
每一层次都有其专门的任务，节点之间通过网络链接协同工作。
该架构适用于各个任务需要同时处理的场景，如Web服务器。
4. SOA架构面向服务架构(SOA)是一种将软件组件按照功能拆分成小块的方式，将服务发布到网络上，以便其他分布式系统间的应用可以使用的架构。
分布式系统的体系结构与设计
分布式系统的体系结构与设计随着计算机、网络和通信技术的发展，分布式系统已成为现代计算的核心部分。
分布式系统的设计涉及到许多方面，从基础设施和通信协议到应用程序的开发和部署。
在本文中，我们将介绍分布式系统的体系结构和设计，并探讨分布式系统的一些关键问题。
1. 什么是分布式系统？分布式系统是指由多个独立计算机组成的系统，这些计算机通过网络互联，共同协作，来完成各种任务。
分布式系统可以分为两大类：基于共享内存的系统和基于消息传递的系统。
基于共享内存的系统使用类似于本地计算机的共享内存模型，多个进程可以访问相同的内存空间。
而基于消息传递的系统则是通过消息传递实现进程间通信，每个进程都有自己的地址空间。
2. 分布式系统的体系结构分布式系统的体系结构是由各种组件和服务构成的，这些组件和服务可以分为三层：应用层、中间件层和基础层。
- 应用层：应用层包含了各种应用程序，如Web应用程序、移动应用程序等。
这些应用程序可以运行在分布式系统中的任何一台计算机上，并通过通信协议与其他计算机进行通信。
- 中间件层：中间件层是分布式系统的核心，包含了各种消息传递和通信协议，以及提供各种服务的组件。
中间件层是分布式系统的关键性能瓶颈之一，因为它要管理大量的消息传递和通信活动，并确保其正确性和可靠性。
- 基础层：基础层包含了硬件设备和网络设备，如计算机、路由器、交换机等。
基础层是分布式系统的基础，提供了必要的计算和通信资源，保证了分布式系统的正常运行。
3. 分布式系统的设计在设计分布式系统时，需要考虑以下几个关键问题：- 可靠性：分布式系统需要保证在任何情况下都能够保持正常运行，并在发生故障时能够尽快恢复。
- 可扩展性：分布式系统需要能够快速、容易地扩展，以应对大量的并发用户和数据流量。
- 安全性：分布式系统需要确保数据的安全性，同时保证分布式系统的访问控制和身份验证等安全措施。
- 性能：分布式系统需要提供高效的处理能力和低延迟的响应时间，以满足用户的需求。
分布式系统的基本原理与架构
分布式系统的基本原理与架构一、引言分布式系统是由多个独立计算机或服务器通过网络连接，在共享资源和通信中协同工作的系统。
本文将介绍分布式系统的基本原理与架构，包括分布式系统的概念、设计原则、通信模型以及常见的分布式系统架构。
二、分布式系统概述分布式系统是基于网络的计算模型，其主要特点包括：1. 可扩展性：能够通过增加更多的节点来支持更多的用户和处理更大规模的数据。
2. 透明性：对用户而言，分布式系统应该表现为一个统一的整体，而不是一组独立的计算机。
3. 可靠性：通过冗余和容错机制，保证系统的可用性和数据的一致性。
4. 并发性：支持多个用户同时访问和处理数据，提高系统的并发性能。
5. 安全性：通过身份验证和数据加密等手段，确保数据的安全性和用户隐私。
三、设计原则设计一个可靠和高效的分布式系统需要遵循以下原则：1. 高可用性：通过冗余和备份机制，保证系统即使在部分节点故障的情况下也能继续提供服务。
2. 数据一致性：通过副本同步和分布式事务等机制，保证系统在分布式环境下数据的一致性和可靠性。
3. 负载均衡：通过数据分片或任务调度等方式，将负载分配到不同的节点上，提高系统的性能和响应速度。
4. 可扩展性：设计系统时考虑到系统的扩展性，能够方便地增加或减少节点以适应不同的负载需求。
5. 安全性：采用身份验证、数据加密和访问控制等手段，确保系统的安全性和用户隐私。
四、通信模型在分布式系统中，节点之间通过网络进行通信。
常见的通信模型包括：1. 客户端-服务器模型：客户端通过发送请求到服务器来获取服务，并等待服务器的回应。
这种模型适用于大多数的网站和应用程序。
2. 对等模型：节点之间对等地进行通信，每个节点都可以作为服务提供者和服务消费者。
这种模型适用于点对点通信和资源共享。
3. 发布-订阅模型：节点可以发布消息到特定的主题，同时其他节点可以订阅该主题并接收消息。
这种模型适用于事件驱动和消息通信。
五、常见的分布式系统架构1. 客户端-服务器架构：该架构由一个或多个客户端与一个或多个服务器组成，客户端发送请求到服务器上进行处理，并返回结果给客户端。
分布式系统架构与技术
分布式系统架构与技术随着互联网的不断发展，大量的数据和应用被分散到不同的地方进行处理和存储，分布式系统便应运而生。
什么是分布式系统？分布式系统是由多个自治计算机组成的系统, 它们在网络中相互协作实现共同的任务。
这些计算机通常是物理隔离的, 但是它们又能通过网络连接进行通信和数据传输。
分布式系统能够提供高可用性、高性能、高伸缩性以及更大的容错能力。
对于大规模的并行计算、大型互联网应用、数据挖掘等领域，都需要分布式系统提供支持。
分布式系统的架构和技术分布式系统的架构一般采用客户端/服务器的模式：客户端：分布式系统的用户界面，由计算机硬件和软件组成，用户通过客户端与分布式系统进行交互。
服务器：分布式系统的核心，由一组集群、网格或云服务器组成，完成数据存储、计算和管理等核心任务。
常见的分布式系统技术包括：1. RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）RPC是在分布式系统中实现远程过程调用的一种技术。
它基本的实现原理是：客户端向服务器发送调用请求，服务器接收到请求后执行指定的过程并返回结果给客户端。
RPC技术的优点在于可以使得客户端与服务端感受不到中间的传输和远程处理过程，使得程序设计更简单、易维护。
2. 消息队列消息队列是一种异步通信机制，可以实现多个分布式系统异步通信和协作。
消息队列将消息存储在一个队列中，等到处理时再进行处理。
这种技术非常适合需要高可用性、高并发、高吞吐量的场景，如高负载网站、电商系统，金融交易系统等。
3. 分布式缓存分布式缓存使用内存存储来缓存数据，可以提高数据访问的响应速度，减轻后端系统压力。
同时，还可以提高系统的可伸缩性和可用性。
常见的分布式缓存实现包括Redis、Memcache等。
4. 负载均衡负载均衡是分布式系统中非常重要的技术。
它能够根据服务器的负载情况动态地分配用户请求，从而保证每台服务器的负载均衡。
常见的负载均衡技术包括基于DNS的负载均衡、基于软件的LVS负载均衡、硬件负载均衡等。
计算机体系结构与分布式系统
计算机体系结构与分布式系统计算机体系结构是指计算机硬件和软件组成的总体结构，包括计算机的基本组成部分、它们之间的连接方式以及各个组成部分之间的运行方式。
分布式系统是指由多台计算机共同组成的系统，这些计算机通过网络连接在一起，共同完成任务。
本文将从计算机体系结构和分布式系统两个方面论述，旨在深入了解计算机体系结构对分布式系统的影响和作用。
一、计算机体系结构计算机体系结构是计算机硬件和软件的整体结构，包括计算机的处理器、存储器、输入输出设备等各个组成部分。
计算机体系结构的设计直接影响计算机的性能和可扩展性，对分布式系统的构建和运行具有重要的影响。
1. 处理器处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机指令和处理数据。
根据指令的执行方式可将处理器分为单处理器和多处理器。
单处理器系统适用于单个任务的场景，而多处理器系统则能提供更高的处理能力，适用于需要同时运行多个任务的场景。
在分布式系统中，多处理器能够提供更多的处理能力，提高系统的并发处理能力。
2. 存储器存储器是计算机用于存储程序和数据的地方，包括主存储器和辅助存储器。
主存储器用于存放当前正在执行的程序和数据，而辅助存储器则用于长期存储数据和程序。
存储器的大小和速度直接影响计算机的性能。
在分布式系统中，存储器的容量和速度对系统的数据共享和访问效率有重要影响。
3. 输入输出设备输入输出设备用于计算机与外部设备之间的数据交换。
它包括显示器、键盘、鼠标、打印机等设备。
输入输出设备的种类和性能直接影响用户与计算机之间的交互体验。
在分布式系统中，输入输出设备的性能和可扩展性对于用户在不同终端上同时访问系统的体验至关重要。
二、分布式系统分布式系统是由多个计算机组成的系统，这些计算机通过网络连接在一起，共同完成任务。
分布式系统在今天的计算机应用中越来越重要，能够提供更高的性能、可靠性和扩展性。
1. 分布式计算分布式计算是分布式系统的核心概念之一，它将一个大任务分割成多个子任务，并由多个计算机同时进行处理。
分布式计算系统架构与算法原理
分布式计算系统架构与算法原理随着云计算和大数据的快速发展，分布式计算系统越来越受到关注和广泛应用。
分布式计算系统是指将任务拆分成多个子任务，分布在多台计算机上进行并行处理，通过网络进行通信和协作，最终将结果整合到一起的计算系统。
分布式计算系统通常由四个关键组件构成：计算节点、通信节点、调度节点和存储节点。
计算节点负责执行具体的计算任务，通信节点负责处理节点间的通信和消息传递，调度节点负责任务的分配和调度，存储节点负责存储任务的输入和输出数据。
在分布式计算系统中，有两种常见的任务分配和调度方式：静态任务分配和动态任务分配。
静态任务分配是指在系统启动时将任务固定分配给各个计算节点，任务分配策略主要考虑负载均衡和任务数据的局部性。
动态任务分配是指根据系统的负载情况动态地将任务分配给计算节点，任务分配策略主要考虑系统的负载均衡和响应时间。
在分布式计算系统中，有两种常见的通信方式：消息传递和共享内存。
消息传递是指节点通过发送和接收消息进行通信，常见的消息传递框架有MPI、RabbitMQ等。
共享内存是指多个节点共享同一块物理内存，通过对内存的读写实现通信，常见的共享内存框架有OpenMP、Hadoop等。
在分布式计算系统中，还涉及到两个重要的问题：数据一致性和容错性。
数据一致性是指在分布式计算过程中，各个节点之间的数据保持一致，常见的数据一致性协议有2PC和Paxos。
容错性是指在分布式计算系统中，当一些节点发生故障时，系统能够继续正常运行，常见的容错机制有备份和重启等。
在分布式计算系统中，还有一些常见的算法原理被广泛应用。
例如，MapReduce算法是一种用于大规模数据处理的分布式计算模型，它将计算任务分为Map和Reduce两个阶段，Map阶段将输入数据映射成中间键值对，Reduce阶段将中间键值对聚合成最终结果。
另外，PageRank算法是一种用于计算网页排名的算法，它通过迭代计算每个网页的重要程度，并根据重要程度进行排序。
分布式控制系统的体系结构PPT课件
4. 管理级
• 厂级管理计算机,或是若干个机组的管理计算 机。
• 使用者：厂长、经理、总工程师、值长等行政 管理或运行管理人员。
• 主要任务：监测企业各部分的运行情况，利用 历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况， 从企业全局利益出发辅助企业管理人员进行决 策，帮助企业实现其规划目标。
Network)
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 分布控制系统典型结构
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分布控制系统典型结构
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1.现场级
• 现场级设备：传感器、变送器和执行器 现场级的信息传递方式： （1）传统的4～20mA 模拟量传输方式 （2）现场总线的全数字量传输方式 （3）在4～20mA模拟量信号上，叠加上调制 后的数字量信号的混合传输方式 现场信息传递方式发展方向：以现场总线为基 础的全数字传输
1.分布式控制系统的结构分为哪几层?各层设备有哪些? 2.怎样理解分布式控制系统的分散方式? 3.层次分散型和水平分层型的特点是什么？ 4.何为分级递阶控制结构？
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感谢您的欣赏！
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些。
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3. 地理分散
• 分布式控制系统的安装布置方式：
• 地理集中式——把所有的基本控制单元集中在 中央控制室或附近的电子设计室内；
• 地理分散式——把基本控制单元安装在被控生 产过程的附近，即在整个厂房内分散布置。
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2.2.2 DCS的体系结构
• 体系结构：分级递阶控制结构——分布式控制系 统在水平和垂直方向都是分层（级）的。
AC 800F
HSE
FIO 100
FF-H1
分布式数据库系统体系结构
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§2.5 分布式数据库系统分类
分布式数据库系统的分类很多。为全面、系统 地对分布式数据库系统进行分类，采用分布式 数据库的三个特性（ 分布性、异构性、自治性 ） 组成的三维空间图来描述分布式数据库的类型。
三个基本特性
?分布性是指系统的各组成单元是否位于同一场地上。 分布式数据库系统是物理上分散、逻辑上统一的系统， 即具有分布性。而集中式数据库系统集中在一个场地上， 所以不具有分布性。
局外层定义的数据库用户视图，其内部数据模型的转换、
场地分配节等由系统自动实. 现。
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§2.4 功能结构
Global DB Administrator
Enterprise Administrator
GCS Processor
Application System
Administrator
GD/D
Local Data Manager
能以及它们的交互作用定义系统的结构(structure ）。
参考体系结构的目的
? 讨论的框架 ? 标准
DBMS 标准化
? 基于组件 ? 基于功能 ? 基于数据
最 早 的 是 基 于 数 据 组 织 的 ANSI/SPARC Architecture （external view, conceptual view， internal view, ）的三 级模式结构
分布式字典是将字典中的信息分布在多个场地上存放， 对局部字典是指字典信息不是集中存放在一起。分布式 字典又分复制式分布和非复制式分布。复制式分布是在 多个场地上存在字典信息的副本。非复制式分布是指将 字典信息分散存储在多个场地上。
.
25
§2.7字典信息的组织
全局字典组织图由类型（局部或全局）、位置（分布或 集中）、复制三维立体图来描述。
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系统存在的异构性 网络在性能上有很大不同 必须支持不同规模的系统
系统设计者面临的问题
内部问题
非同步的时钟 冲突的数据更新 多种软硬件故障模式 数据完整性、保密性的攻击 服务拒绝攻击
外部威胁
分布式系统模型概述
• 物理模型：从计算机和所用网络技术的特定细节
中抽象出来的分布式系统底层硬件元素的表示 – 考虑组成系统的计算机和设备的类型以及它们 的互联，不涉及特定的技术细节
分布协同计算基础
第三章:
分布式系统基础 ---系统模型
张锡哲 副教授 计算机应用技术研究所 东北大学信息科学与工程学院
1. 分布式系统模型
分布式系统---理想假设
如果网络能保证信息不丢失 如果所有发出去的消息都能在预期的时间内到达 如果每个机器上的时钟都是精准的 如果机器不会宕机，进程不会出故障
一个没有实践经验的开发者，通常会在上述 假设，很理想化一个系统的实现。只注重应 用需求，而忽略实际中会出现什么问题。 这样的系统，在实际中根本不能用。
3
可能出现的问题
什么样的结构合适？--模型
两个机器要进行消息传递，我怎么知道对方是 否收到了我的信息？我在等待一个回复，可是 它迟迟不到，怎么办？--进程间的通信 网络上异构的机器怎样进行互操作？--中间件 我的文件能不能被别人访问了--安全
系统的系统
系统的系统
节点不是简单的台式机或移动终端，而是子系 统，子系统中的节点共同完成一个或多个特定 的任务 整个分布式系统由独立控制和管理的软件子系统构 成，成为系统的系统。 典型实例：物联网系统-智能交通，智能电网 没有全局的系统设计 子系统自适应使自身利益最大化 外部社会因素具有重要的影响（socio-technical system）
分布式结构设计的需求(可依赖性)
• 可依赖性问题
正确性 容错处理
冗余是关键, 例如：消息保存以便重传， 使用副本技术进行容错。
安全性
保证数据不受攻击 通过网络访问数据的权限
基础模型
我们需要知道一个设计在特定的系统中 是否可以工作？因此需要首先弄清楚会 存在什么问题，合理的假设，可以使模 型更具通用性，不合理的假设没有价值。 清晰明确的假设使我们可以证明系统的 特性，并且知道满足这些假设的系统都 具有同样的特性。
互联网规模的分布式系统
20世纪90年代之后，可扩展的物理模型 包含大量节点，提供跨组织的分布式服务 采用额外服务提供端到端的服务质量特性
intranet ☎ ☎
ISP ☎ ☎
backbone
satellite link desktop computer: server: network link:
由大量运行在独立计算机上的对等进程组成，支持数据存储的分布和数据 复制技术 在分布式活动中协同交互、在应用层维护一致性和同步 E.g. a peer to peer whiteboard
A pplic at ion Coordination c ode A pplic at ion Coordination c ode
例子
2010年5月6日下午2时42分到2时47分之间 ，道琼斯指数从10458点跌至9869.62点， 与前一交易日收盘相比，下跌了998.5点。 这是道琼斯指数历史上第二大单日波幅 宝洁公司股价突然从每股64美元跌至39美 元，随即回升至每股60美元。 当天在纽交所交易的股票中，有8只股票出 现了交易价为零或者1美分的异常情况
体系结构模式
分层体系结构 层次化体系结构：两层和三层体系结构
Applic ations, services
Middleware
Operating s ys tem Platform Computer and network hardware
瘦客户端
本地只是一个GUI（图形用户界面），应用程序在远程计 算机上执行。早期的大型机就有哑终端的概念，只不过那 时大型机在哑终端在一个机房。现在可以是通过网络访问 服务器。 缺点：高延迟。
分布式结构设计的需求(性能)
• 响应时间
– 服务器和网络的负载 – 操作系统、中间件和代码执行引起的延迟
• 吞吐率
– 单位时间内能完成的任务量 – 它由处理速度和传输速度决定
• 负载平衡
– 多个机器同时提供服务 – 用applets在本地和客户端交互
• Cache和副本技术通常被用来提高性能
E.g. Web-caching
• 基线物理模型
– 给出分布式系统的最小物理模型 – 一组可扩展的计算机节点，这些节点通过计算 机网络相互连接进行所需的消息传递
分布式系统模型概述
• 结构模型：描述构成系统各部分的来自置、角色和它们之间的关系，定义系统中组件之间的交互方 式和它们映射到计算机基础网络的方式 – 客户/服务器模型 – 对等模型 – 客户/服务器模型的变种
Client Proxy server
Web server
Client
Web server
移动代码
将代码下载到客户端运行，可以提高交互的效率, e.g. applet
a) c lient reques t res ult s in the downl oadi ng of applet c ode
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分布式系统的系统模型
模型是对分布式系统的一种抽象， 描述分布式系统设计中的相关的公共 特征，清楚的认识设计的本质问题。
系统设计者面临的问题
使用模式的多样性
系统的组件会承受各种工作负载。 E.g. Web页面的每天访问量 系统中某些部分的链接不稳定 一些应用对通信带宽和延迟有特殊要求
系统环境的多样性
体系结构元素
系统模型所涉及的问题
系统中主要的实体是什么？ 它们如何进行通信？ 它们在整个体系结构中扮演什么角色， 承担什么责任？ 它们怎么样被映射到物理分布式基础 设施上？
通信实体
分布式系统中通信实体通常是进程或线程
面向问题更高层的抽象包括：
对象
代表分解给定问题领域的特定单元，通过接口访问， 使用IDL定义。
大规模复杂社会-技术系统
如何对这类系统进行建模？故障模型、性 能模型、结构模型如何表示？ 如何有效地监控和预警系统故障？ 社会因素是如何影响系统运行的？
体系结构模型
分布式系统的体系结构模型首先将简化和抽象系统中 单个组件的作用和功能，然后考虑：
在网络中如何部署各个组件--为数据分布和负载寻找有用的 模式定义 各个模块之间的关系—组件的功能角色和组件间通信的模式 例如：分布式存储系统的角色：用户、数据，数据的索 引。由此确定了目录服务器和数据服务器，以及它们之 间的关系和通信交互模式。 例如：门户网站：client/serve模型，因为门户网站和用 户不可能对等（应用模式）。为了减少服务器的负载， 服务器之间可以P2P连接（效率、扩展性）。
• 设计目标
– 数据和计算任务在物理节点间的合理分布 – 评估分布式系统的性能、可靠性、可扩展性以 及其它的特性，估计可能存在的问题
分布式系统模型概述
• 基础模型：对各种结构模型中的共性属性的一种
较为形式化的描述 – 交互模型: 处理消息发送的性能问题，解决在分 布式系统中设置时间限制的难题 – 故障模型: 试图给出进程和信道故障的一个精确 的约定。它定义了什么是可靠通信和正确的进 程 – 安全模型: 讨论对进程的和信道的各种可能的威 胁
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可能出现的问题
如何分布资源，如何找到它们？在海量资源的 情况下，服务器不堪重负怎么办？--名字服务 通知其它机器我上传新的资源了，我怎么知道 其它节点是不是收到了？我收到了一个信息， 我怎么知道是真是假？--协调和商定 上传或下载文件操作执行到中途，不想做了， 能删除影响吗？--分布式事务与一致性维护
在几个主机上维护副本服务
e.g. Sun NIS, realcourse
Server Client
Server
Client Server
代理服务器和缓存
缓存（Cache）
保存最近使用过的数据，可以在本地缓存，也可以在代理服务器上 做缓存。例如Web浏览器的缓存机制 缓存可以减少不必要的网络传输，减少服务器负担，还可以代理其 它用户透过防火墙访问服务器。
远程调用
间接通信
角色和责任—客户/服务器
通信实体在交互中所扮演的角色
Client
invocation result
invocation result
Server
Server
Client Key: Proc ess : Computer:
角色与责任--对等结构
一项任务所有进程具有同样的角色，作为对等方进行协作交互，不 区分客户和服务器。以改善客户/服务器模型的伸缩性差的问题，实现 共享资源的更广泛分布。支持大量计算机访问它们共同存储和管理的 数据及其他资源。 E.g. 共享数字音乐文件的Napster系统
物理模型
在基线物理模型上，可以分为三代分布式系统 早期分布式系统（20世纪70-80年代）
基于局域网构成、10-100个节点 通常是同构的，开放式不是主要问题 支持少量服务（如共享打印机、电子邮件服务等）， 与互联网连接有限
互联网规模的分布式系统 当代的分布式系统
物理模型