云计算分布式架构简介

分布式架构设计相当于集中式架构。集中式机构是由一台或多台主机组成的中心节点。

简介集中式架构的优劣势：

优势：开发部署运维方便，事务处理方便，没有分布式协作。

劣势：可用性低，一旦服务器宕机，系统立即不可用；扩展性极弱，只能升级单一服务器（比如大型机），成本高，迁移困难。

 

分布式的架构设计：分布在不同网络的计算机上，彼此仅通过消息传递进行通信和协调的系统。

特点：

1. 分布性；

机器PC等随地域分布，就有云计算上的region（区域）和az（可用区）的概念，应用随机器分布。

2. 对等性；

默认的分布式机器和应用是对等的，没有主从之分，每个节点都是副本（拷贝）。但可以通过人为制定或者算法决定主从，提高性能容错，但会有一致性问题。

3. 并发性；

最大的挑战，比如对共享资源发起并发请求，就会在性能和一致性做一定的妥协。最大的难题之一。

4. 缺乏全局时钟；

没有先后顺序，分布式环境仅通过网络通信，时间是不对等的，顺序不可确定。表现为时间换算（时区的概念，北京时间是GMT-8，东8区）

5. 故障一定会发生。

由于网络是不可靠的，故障一定会发生，需要将故障规避之最低风险。

 

分布式最常出现的问题：

1. 网络延时，由于路由器、交换机或者光纤等造成网络延时，在分布式环境下，在分布式调用的时候可能被放大。

2. 网络分区域，比如云计算是跨AZ，会造成部分节点通信正常，部分通信失败。严重的时候会形成多个大脑，独立完成以前集群才能完成的功能，形成脑裂，一致性很难得到保障。

3. 请求状态，有成功、失败、超时

4. 节点故障，分布式环境每个节点都可能出现故障，机器宕机，服务僵死。参考亚马逊S3故障。此时需要对所有节点实现监控，实时告警等

 

分布式架构解决了，应用的扩展性，容错性，可用性，但随着分布式系统的壮大，会出现新的问题

比如：数据一致性

每个节点对其他节点默认是不可见的，多个节点可能同时操作一个资源，比如分布式事务一致性。

节点管控

每个节点相互独立，节点的状态和日志需要统一监控收集。

架构复杂，运维困难

架构需要解决分布式本身带来的网络通信问题，多个节点的协作问题。灰度发布，自动构建发布。

 

分布式的本质：分布通信；分布协作。

通信问题我们不能解决，只能在硬件环境下功夫，比如多机房，跨AZ或者跨Region。

应用架构开发主要解决分布式协作问题。

 

本文以

从Paxos到Zookeeper  分布式一致性原理与实践 [倪超著]

做理论基础，结合自己的实践经验，不当之处请指出。

下章介绍分布式协作的理论基础