分布式系統(tǒng)的類別和漏洞

1.1 分布式系統(tǒng)的類

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存在多種觀點、模型和部署來表征分布式系統(tǒng)。這些包括在物理資源聚合級別（例如，點對點或云系統(tǒng)）定義分布式系統(tǒng)，在中間件級別（例如，發(fā)布-訂閱、分布式對象平臺或Web服務）定義它，或者根據(jù)分布式系統(tǒng)提供的服務（例如，數(shù)據(jù)庫或分類賬）定義它。雖然文獻中存在一系列定義，但分布式系統(tǒng)可以通過鏈接資源的協(xié)調模式或利用它們的服務的規(guī)范進行廣泛分類。一個廣泛的類別是分散控制，其中單個資源主要與其“相鄰”資源相互作用。另一大類通過通信過程（如消息傳遞）將分布式資源連接起來，以實現(xiàn)各種形式的虛擬控制/協(xié)調控制。因此，基于這種通信和協(xié)調模型，分布式系統(tǒng)可以分為以下兩大類。

• ?在沒有集中協(xié)調服務的情況下，分布式實體之間的分散點對點交互：點對點系統(tǒng)（P2P）系統(tǒng)代表了這類分布式系統(tǒng)。分散式非定時控制是此類系統(tǒng)的突出特征。例如，Kademlia，Napster，Gnutella等系統(tǒng)以及許多其他分布式文件和音樂共享/存儲系統(tǒng)，無線傳感器網(wǎng)絡以及在線游戲系統(tǒng)都屬于此類別。
• 跨分布式資源和服務的協(xié)調?聚類：這是一個廣泛的類，當細分為兩個協(xié)調子類時，最好理解，即（a）資源的協(xié)調以及（b）服務的協(xié)調。我們將在本章中使用這兩個協(xié)調抽象。分布式系統(tǒng)的范圍包括客戶端-服務器模型、n層多租戶模型、彈性按需地理分散的資源聚合（云-公共、私有、混合、多云、大數(shù)據(jù)服務、高性能計算）和事務性服務，如數(shù)據(jù)庫、賬本、存儲系統(tǒng)或鍵值存儲（KVS）。Google File System、Amazon Web Services、Azure和Apache Cassandra就是這類的簡單示例。雖然此類可能看起來既廣泛又多樣，但協(xié)調抽象（針對資源或服務）直接表征了分布式的類型系統(tǒng)分為這兩個子類。在這兩種情況下，這些系統(tǒng)通常通過通信交換和協(xié)調服務進行協(xié)調，其預期結果是提供“虛擬集中式系統(tǒng)”。其中確保因果關系、任務順序、復制處理和一致性等屬性。在文獻中，客戶端-服務器系統(tǒng)、云計算、移動計算、分布式數(shù)據(jù)庫等都有離散的定義，盡管提供虛擬的“集中/協(xié)調”行為是它們的共同特征。

注意：

分布式系統(tǒng)中有許多細微的安全性。一種觀點側重于在資源和服務分散的分布式系統(tǒng)中提供安全性的概念和機制。另一種觀點考慮使用分發(fā)作為提供安全性的一種手段，例如，密鑰的分散與集中式密鑰存儲或使用虛擬機（VM）來分區(qū)和隔離資源和應用程序。此KA側重于前一類“分布式系統(tǒng)中的安全性”。但是，它還討論了后一種觀點，因為分散的安全機制通常在邏輯上在分散的資源上執(zhí)行，從而導致需要上述類別分散或協(xié)調集群。

值得強調的是，分布式系統(tǒng)架構通常是多個層的聚合，其中每一層都建立在下層提供的服務和整個發(fā)行版提供的協(xié)調服務之上。在最低級別，特定設備中的資源（內存、計算、存儲、通信）通過該設備上提供的操作系統(tǒng)原語進行訪問。分布式服務，例如命名、時間同步、分布式文件系統(tǒng)，是通過在各個設備上運行的不同組件和服務的交互來組裝的。較高層建立在較低層和服務之上，以提供其他功能和應用程序。每個級別的分布式系統(tǒng)不同組件之間的交互由支持許多不同通信方式的中間件框架提供：消息傳遞、遠程過程調用（RPC）、分布式對象平臺、發(fā)布-訂閱體系結構、企業(yè)服務總線。因此，分布式應用程序通過分布式組件和服務的交互和協(xié)調以分層（或分層）的方式實現(xiàn)。在這些架構中，每一層的去中心化和協(xié)調可能不同，從而導致去中心化和協(xié)調模式的混合組合。我們向讀者推薦操作系統(tǒng)和虛擬化CyBOK知識領域，了解有關訪問基本資源和書籍，以進一步閱讀有關分布式系統(tǒng)體系結構和中間件的信息。

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