分布式系统设计.pdf

第1章概论 显然，未来对计算速度、系统可靠性和成本实效性的要求必将促使发展另外的计算机模型 来取代传统的冯·诺依曼型结构的计算机。随着计算机网络的出现，一个新的梦想成为可能 —分布式计算。当用户需要完成任何任务时，分布式计算提供对尽可能多的计算机能力和数 据的透明访问，同时实现高性能与高可靠性的目标。在过去的1 0年里，人们对分布式计算系统 的兴趣迅猛发展。有关分布式计算的主题是多种多样的，许多研究人员正在研究关于分布式硬 件结构和分布式软件设计的各方面问题以开发利用其潜在的并行性和容错性。在这一章里，我 们将考虑一些基本概念以及与分布式计算相关的一些问题，并列出了本书所覆盖的主题。 1.1 推动因素 计算机技术的发展可以通过使用计算机的不同方式来描述。在5 0年代，计算机是串行处理 机，一次运行一个作业直至完成。这些处理机通过一个操作员从控制台操纵，而对于普通用户 则是不可访问的。在6 0年代，需求相似的作业作为一个组以批处理的方式通过计算机运行以减 少计算机的空闲时间。同一时期还提出了其他一些技术，如利用缓冲、假脱机和多道程序等的 脱机处理。7 0年代产生了分时系统，不仅作为提高计算机利用率的手段，也使用户离计算机更 近了。分时是迈向分布式系统的第一步：用户可以在不同的地点共享并访问资源。8 0年代是个 人计算的1 0年：人们有了他们自己专用的机器。由于基于微处理器的系统所提供的出色的性能/ 价格比和网络技术的稳步提高， 9 0年代是分布式系统的1 0年。 分布式系统可以有不同的物理组成：一组通过通信网络互连的个人计算机，一系列不仅共 享文件系统和数据库系统而且共享C P U周期的工作站（而且在大部分情况下本地进程比远程进 程有更高的优先级，其中一个进程就是一个运行中的程序），一个处理机池（其中终端不隶属于 任何一个处理机，而且不论本地进程还是远程进程，所有资源得以真正的共享）。 分布式系统是无缝的，也就是说网络功能单元间的接口很大程度上对用户不可见。分布式计 算的思想还被应用在数据库系统[16、38、49]，文件系统[4、24、33、43、54]，操作系统[2、39、46]和通用环境[19、32、35]。 另一种表示同样思想的说法是用户把系统看成一个虚拟的单处理机而不是不