分布式系统的两种常用架构类型（分布式架构特征）
ccwgpt 2024-10-31 12:31 28 浏览 0 评论
随着互联网的不断发展，程序员能够掌握的编程开发方法也越来越多，而今天我们就通过案例分析来了解一下，分布式系统的两种常用架构类型。
1、中心化
中心化的分布式设计理念是目前主流的方案，在中心化的设计方案中，节点是有角色区分的：Leader节点和Work节点，即：领导和干活的。就和现实中类似，leader只负责分发任务和监督，Work节点只负责领取任务干活，多说一句，这里Work节点领取任务，当然从通信的角度来说，又可以分为push和pull(推和拉)方式。推方式是指，leader节点主动将任务分发给Work节点，拉方式是指：Work节点主动去申请任务。至于push和pull的优缺点，不作为今天的主题展开讨论。
在任何系统中，无可避免的需要考虑节点down掉的问题，分布式系统也一样。在中心化分布式设计中，leader和Work也一样存在down掉的可能性。如果leader掉的话，整个系统陷入瘫痪，按照简单的设计思路，leader节点需要一个从节点或者备用节点，在主节点down掉之后，从主节点或者备用主节点可以手动或者自动实现leader节点服务。至于一个Work节点down掉，一般不会使整个系统陷入瘫痪，除非全部Work节点同时down掉。一个Work节点down掉，但是会影响这个节点当前正在执行的任务，所以在必要的条件下可以设计成任务需要Ack才好，即：一个任务的完成需要确认，如果长时间没有确认，leader会发起重新分配任务的操作。
说到leader的问题，现在目前大多数分布式系统具备了自动选举leader的功能，这还要感谢paxos，raft等选举算法。在leader不可用的时候，这些系统会自动根据节点情况选举出新的leader节点来继续提供服务，这大大提高了系统可用性。
在所有的中心化设计中，数据的写操作发生在leader节点，这在某种程度上类似于单机系统，所以这种中心化设计并不适合那些大量写的操作。
2、去中心化
在去中心化分布式系统设计中，节点类型并不区分Leader和Work，所有节点是相等的。所以任何一个节点down掉不会导致整个系统瘫痪，这是它的优势。但是获取系统中每个节点的信息却比中心化设计要难很多，在中心化设计中，leader节点存储着系统中所有的节点信息，并可以实时把这些信息同步到其他节点，同时可以利用相应算法来达到一致性的要求。去中心化的设计中，每个节点只能依靠和其他节点不断通信来获取整个系统的节点信息，这在技术难度上要比中心化高出很多。
在网络中，网络是不可靠的。恰恰是这个原因，又加大了每个节点互相通信的难度。在极限情况下，去中心化的设计方案会出现多个小范围的“团伙”，这就是所说的脑裂。比如：现在一个由10个节点组成的分布式系统，有可能由于网络原因会划分为两个5节点互相通信的两个“团伙”
如果出现脑裂的情况，目前主流的解决方案和数据库死锁的处理情况类似，自爆一个对系统影响比较小的。
完全中心化和去中心化的系统并不常见，反而现在慢慢出现的是二者的搭配者，表面看似去中心化，设计理念却是中心化的思路，在这种架构下，leader是程序根据某种算法选举出来的，而且在系统leader发生故障的时候，系统会自动重新选举leader节点。
- 上一篇：分布式系统架构（分布式架构体系）
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