“分布式系统: 原理和泛型”

系统越复杂，架构就越重要. 通常，体系结构定义系统中组件的划分，组织和交互. 在这里，我们将架构分为两种类型:

软件体系结构: 是指系统中各种软件组件的逻辑组织，着重于软件设计的样式或思想，而不涉及特定的系统. 系统体系结构: 指系统中各种软件组件的逻辑功能，部署和交互. 每个特定的系统都有其自己的结构.

软件体系结构. 我认为这个词用词模糊，不太准确. 这主要是在谈论软件系统的设计风格，因此架构风格可能更合适. 在软件工程和其他相关领域中已经对软件体系结构进行了深入研究. 目前，人们普遍认为这对于系统的开发和部署非常重要. 在软件系统中，有两个更重要的概念: 组件和连接器. 组件是一个相对独立的模块，具有两个定义明确的接口: 该组件在运行时需要使用的接口（由其他组件或外部系统提供）；组件提供给其他组件的服务接口. 在明确定义的情况下，每个组件都是可替换的. 系统中的连接器是一项基本服务，用于提供组件之间的通信和同步机制. 常见的连接器包括消息传递，远程方法调用，字节流等.

以下是我们一些常见的建筑风格.

分层体系结构. 在这种样式中，组件被组织为几个级别. L级组件允许从L-1和较低级组件请求服务，但不能从较高级组件请求服务. L级组件高级别组件提供服务. 这种样式已在Internet中广泛使用.

基于对象的体系结构. 这种体系结构可能是面向对象编程的结果. 在这种样式中，对象对应于我们前面提到的“组件”，一个对象通过远程方法调用请求另一个对象的服务. 对象之间没有明显的层次关系和层次约束.

以数据为中心的体系结构. 在这种样式中，有一个通用的数据仓库（基于文件系统或基于），并且组件主要通过该数据仓库进行通信和协作（例如，通过读写文件，文件锁或读写表）. . 许多基于Web的系统都采用了这种方法.

基于事件的体系结构. 在这种样式中，组件主要由事件驱动，而组件之间的通信主要是通过事件传播（事件中可能会携带一些数据）进行的. 以这种方式，通常伴随事件的发布/订阅系统允许组件发布（广播）该事件，并且此事件会自动传播到订阅该事件的那些组件. 基于事件的架构通常与以数据为中心的架构结合使用.

以上是我们一些常见的建筑风格.

系统架构（系统架构）. 该体系结构的主要重点是特定系统中组件的划分，部署和交互. 这也是我们通常所说的系统结构. 系统架构主要分为两类: 集中式和分散式.

集中式架构. 顾名思义，系统中存在某些“中心节点”. 集中化的情况有很多: 集中化数据（例如，所有都在一个节点上），集中化服务（例如，目录服务仅由一个节点提供）和集中化算法（例如，某种算法完成后，您必须首先将系统中的所有相关信息收集到一个节点，然后在该节点完成计算后分发结果）. 集中式结构对系统的可伸缩性具有更大的影响，因为该“中心”可能会成为瓶颈. 在Internet上，集中式结构仍然相对常见，例如新闻网站. 从逻辑上讲，所有用户都将通过访问相同的URL获得服务. 当然，在此之后不再有服务器可以提供服务.

没有集中式架构. 在这种结构中，不再存在某种类型的中央节点. 通常，每个节点的功能是相似或对称的. 这种结构也称为对等结构. 对于分散式结构，最重要的问题之一是如何将这些节点组织到覆盖网络中. 一般而言，系统中的节点无法知道系统中的所有节点，只能知道其在该覆盖网络中的邻居，并直接与这些邻居进行交互. 根据系统维护的覆盖网络，非集中式体系结构可分为两类: 结构化覆盖网络和非结构化覆盖网络.

在结构化的p2p系统中，覆盖网络是通过确定的过程建立的. 最常见的组织方式是DHT（分布式哈希表）. 在该系统中，覆盖网络构成一个逻辑环.

在非结构化p2p系统中，覆盖网络的构建具有更大的随机性. 每个节点都维护该局部视图（包含c个节点的表），并且该视图中的节点是其邻居. 它通过与邻居不断交换视图内容来更新自己的视图. 在这里，用于更新视图的算法非常重要. 在某些节点中，应仔细考虑哪些应保留在视图中，哪些应丢弃. 不同的策略将导致不同的覆盖网络拓扑. 例如，语义网络中的节点将优先在视图中保留在语义上与其所持有的数据相似的节点. 在p2p结构中，很难实现完整的对等节点. 例如分布式计算原理是什么，由于缺少确定性算法，因此很难在系统中找到文件的位置，也很难添加新节点. 因此，在p2p系统中，通常存在一系列具有高可用性和性能的节点，并承担更多任务，例如目录索引或添加新节点. 这样的节点也称为超级对等体. 这些超级节点通常还负责网络拓扑的组织.

在实际使用中，集中式结构和分散式结构都有其自身的问题，因此实际系统通常是混合结构. 例如，著名的bittorrent系统.

在体系结构中，我们关心的另一个问题是系统的自我管理（包括管理，配置，错误恢复分布式计算原理是什么，优化等）功能. 为此，系统中通常使用“反馈控制”模型. 反馈控制模型主要包括三个部分:

监视系统: 该系统应能够监视整个系统的执行情况并收集相关信息（反馈）；分析系统: 该系统是反馈控制模型的核心，用于分析收集到的系统反馈信息并进行集成，计算出系统的各种当前配置参数，以获得调整后的配置参数；配置管理系统: 用于将新调整后的配置参数配置到系统中并生效. 反馈控制模型在以上三个步骤中不断循环并执行，以期获得更好的结果. 因此，有时将此模型也称为反馈控制回路.

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