[譯]MIT6.824_1.1分佈式系統介紹——驅動力與挑戰

這是6.824分佈式系統課程，我會開始用簡明的介紹我所認爲的分佈式系統。

分佈式系統的核心是經過網絡以完成一致任務的一組協做計算機。

所以咱們將在本課程中重點介紹各類實例，例如大型網站的存儲或MapReduce等大數據計算之類的東西，還有一些更奇特的事情，例如點對點文件共享，這些都只是咱們研究分佈式系統過程當中的一些示例。

全部這些都很重要的緣由是，許多重要的基礎設施都是創建在分佈式系統基礎架構之上的。它們須要一臺以上的計算機來完成工做，或者它自己就須要物理上被分散在多臺計算機上。

在我討論分佈式系統以前，我須要提醒你的是，若是你要從新設計系統，則須要解決一些問題。若是你能夠用一臺計算機解決以上問題，而無需構建分佈式系統，你應該採起單機的方式，這種方案能夠完成不少工做，且老是更容易的。因此在構建分佈式系統以前你應該嘗試其餘方案，由於分佈式系統並不簡單。

分佈式系統發展的驅動力

人們之因此須要使用多臺聯合的計算機，是由於如下緣由：

• 他們須要得到更高的性能（high performance）。由於大量的計算機意味着大量的並行運算（parallelism），大量的CPU、內存、磁盤臂會並行運行着。
• 另外一我的們構建分佈式系統的緣由是，它能夠提供容錯（fault tolerance），若是有兩臺計算機執行着同一個任務，其中一臺發生故障，您能夠切換到另外一臺。
• 第三個緣由是，一些問題是自然在空間上分佈的（physical）。例如你所知道的銀行間轉帳，銀行A在紐約有一臺計算機，銀行B在倫敦有一臺計算機，你知道你必須爲他們提供一些方式相互交流併合做以實現目標。因此有一些自然的緣由致使系統是物理分佈的。
• 人們建造分佈式系統的最終目的是爲了達到某種安全目標（security）。好比有些代碼不被信任，可是你又須要和它進行交互，這些代碼不會當即表現出惡意或表現出bug。你不會想要信任這些代碼，你可能想拆分計算，這樣那些不信任代碼在那臺計算機運行，個人代碼在這臺計算機上運行，他們只能經過某種狹窄定義的網絡協議互相交談。假設咱們可能會擔憂你所知道的安全性，咱們能夠把系統拆分紅多臺計算機，以此相互隔離（isolated）。

本課程的大部分將與 性能(performance) 和 容錯(fault tolerance) 有關。另外兩點咱們會經過對某些案例的研究來學習。

分佈式系統所面臨的挑戰

你知道全部這些分佈式系統有不少困難（挑戰）：

• 由於他們有不少部分，且這些部分是同時執行的，在多臺計算機上，你會遇到併發編程(concurrency)、複雜交互、以及時間依賴所帶來的全部問題，這是讓分佈式系統變得困難的一點緣由。
• 另外一點讓分佈式系統變得困難的緣由是由於你擁有多個組件，再加上計算機網絡，你可能會遇到意想不到的故障。若是你只有一臺計算機，一般狀況是計算機能夠正常工做，或者徹底宕機，或者遭受電源故障或某些故障，即要麼能夠徹底正常工做要麼徹底不工做。由許多計算機組成的分佈式系統，多是一部分組件在工做，一部分組件中止工做，或者這些計算機都在正常運行，可是網絡的某些部分中斷了或是不穩定。所以， 部分故障(partial failures) 是分佈式系統困難的另外一個緣由。
• 形成分佈式系統困難的最後一個緣由，人們構建分佈式系統的最初緣由一般是爲了得到更高的 性能(performance) ，好比說一千臺計算機或一千個磁盤臂的性能，但實際上一千臺計算機能得到多少性能是一個棘手的問題，一般有不少障礙擋在你的路上，因此一般須要當心地設計才能使系統真正達到你指望的性能。

所以，本課程就是爲了解決這些問題。一般，問題和解決方案在技術上都頗有趣，對於其中一些困難的問題，有很好的解決方案，而其餘一些問題在現有的分佈式系統則沒有很好的解決方案。

小結

如今分佈式系統被用在現實世界的許多系統中，例如大型網站一般由大量計算機構成的分佈式系統來運行。

我剛開始教這門課的時候，分佈式系統是一種學術上的好奇心。人們有時候小規模地使用它，且預感在將來某一天可能會很重要。但如今特別受巨型網站的興起所驅動，出現了大量的數據和大型數據中心。

在過去的二十年中，分佈式系統已經變成計算機基礎架構很是重要的組成部分，這意味着分佈式系統已經引發了人們不少關注，且已經解決了不少問題，可是有不少未解決的問題，因此若是你是一名研究生，或你對研究感興趣，還有不少須要使用分佈式系統解決的問題，以及進行相關研究。

最後，若是你喜歡動手，這是一門很好的課程，由於它有一系列實驗，你將構建一些貼近現實，關注性能和容錯的分佈式系統。因此你會有不少機會練習構建分佈式系統，並使它們正常運行。

更多關於大數據、分佈式、存儲、區塊鏈、Linux相關文章請關注微信公衆號：asympTech漸進線實驗室

Github、知乎、博客園、CSDN、簡書全網惟一id：JasonCeng