第八章 分布式系统的麻烦

[TOC] ## 概述 ## 故障与部分失效 在分布式系统中，尽管系统的其他部分工作正常，但系统的某些部分可能会以某种不可预知的方式被破坏。这被称为**部分失效（partial failure）**。难点在于部分失效是**不确定性的（nonderterministic）** ## 云计算与超级计算机 * 许多与互联网有关的应用程序都是**在线（online）**的，因为它们需要能够随时以低延迟服务用户。使服务不可用（例如，停止群集以进行修复）是不可接受的。相比之下，像天气模拟这样的离线（批处理）工作可以停止并重新启动，影响相当小。 * 超级计算机通常由专用硬件构建而成，每个节点相当可靠，节点通过共享内存和**远程直接内存访问（RDMA）**进行通信。另一方面，云服务中的节点是由商品机器构建而成的，由于规模经济，可以以较低的成本提供相同的性能，而且具有较高的故障率。 * 大型数据中心网络通常基于IP和以太网，以闭合拓扑排列，以提供更高的二等分带宽【9】。超级计算机通常使用专门的网络拓扑结构，例如多维网格和环面 【10】，这为具有已知通信模式的HPC工作负载提供了更好的性能。 （ 系统越大，其组件之一就越有可能发生变化。随着时间的推移，破碎的东西得到修复，新的东西被破坏，但是在一个有成千上万个节点的系统中，有理由认为总是有一些东西被破坏【7】。当错误处理策略由简单的放弃组成时，一个大的系统最终会花费大量时间从错误中恢复，而不是做有用的工作【8】。 * 如果系统可以容忍发生故障的节点，并继续保持整体工作状态，那么这对于操作和维护非常有用：例如，可以执行滚动升级，一次重新启动一个节点，而服务继续服务用户不中断。在云环境中，如果一台虚拟机运行不佳，可以杀死它并请求一台新的虚拟机（希望新的虚拟机速度更快）。 * 在地理位置分散的部署中（保持数据在地理位置上接近用户以减少访问延迟），通信很可能通过互联网进行，与本地网络相比，通信速度缓慢且不可靠。超级计算机通常假设它们的所有节点都靠近在一起 ## 不可靠的网络 即通过网络连接的一堆机器。网络是这些机器可以通信的唯一途径——我们假设每台机器都有自己的内存和磁盘，一台机器不能访问另一台机器的内存或磁盘 ​**无共享**并不是构建系统的唯一方式，但它已经成为构建互联网服务的主要方式，其原因如下：相对便宜，因为它不需要特殊的硬件，可以利用商品化的云计算服务，通过跨多个地理分布的数据中心进行冗余可以实现高可靠性 ## 真实世界的网络故障 网络的一部分由于网络故障而被切断时，有时称为**网络分区（network partition）**或**网络断裂（netsplit）**。在本书中，我们通常会坚持使用更一般的术语**网络故障（network fault）**，以避免与[第6章](https://vonng.gitbooks.io/ddia-cn/content/ch6.html)讨论的存储系统的分区（分片）相混淆