《分布式架构》课件

《分布式架构》ppt课件CONTENTS•分布式架构概述•分布式系统基础目录•分布式计算模型•分布式数据库•分布式存储系统•分布式系统面临的挑战与解决方案CHAPTER01分布式架构概述分布式架构的定义分布式架构是指将应用程序的不同组件部署在不同的物理或虚拟节点上，通过网络进行通信和协作，以实现共同完成特定任务的一种架构模式它强调的是将应用程序拆分成多个独立的组件，每个组件可以独立运行在不同的节点上，节点之间通过网络进行通信和数据交换分布式架构的优点扩展性高可用性分布式架构可以方便地通过增加节点来扩展应用程序的处分布式架构中的每个组件都可以独立运行在不同的节点上，理能力和存储能力，以满足不断增长的业务需求如果某个节点出现故障，其他节点可以继续提供服务，保证应用程序的高可用性灵活性可靠性分布式架构中的每个组件都可以独立部署、升级和配置，分布式架构中的每个节点都可以备份和镜像，这可以保证这使得应用程序的部署和维护更加灵活和方便在节点故障时，数据不会丢失，应用程序可以继续运行分布式架构的应用场景010203大规模互联网应用企业级应用云计算平台分布式架构可以很好地满足大规分布式架构也可以应用于企业级云计算平台通常采用分布式架构，模互联网应用的需求，如电商、应用中，如ERP、CRM、OA等以提供弹性的计算和存储能力社交网络、搜索引擎等系统CHAPTER02分布式系统基础分布式系统的定义与特点总结词概述详细描述分布式系统是由多个独立的计算机节点通过网络互连组成的系统，各节点具有局部自治性，能够自主执行本地的操作和计算，同时遵循全局的统一操作规程分布式系统具有透明性、可扩展性和可靠性等特点，能够实现高性能计算、资源共享和协同工作分布式系统的通信协议总结词关键要素详细描述分布式系统的各个节点之间需要进行通信和协作，因此需要制定统一的通信协议，以确保节点之间的可靠通信常见的通信协议包括TCP/IP协议、HTTP协议、RPC（远程过程调用）协议等这些协议定义了数据传输的格式、数据交换的规则以及错误处理机制等分布式系统的数据一致性总结词核心问题详细描述在分布式系统中，由于各个节点之间存在数据复制和数据共享的需求，因此需要解决数据一致性的问题数据一致性是指各个节点之间的数据状态保持一致，以便在系统发生故障时能够进行正确的数据恢复和保证系统的可靠性常见的解决数据一致性的算法包括两阶段提交协议、三阶段提交协议和分布式事务管理等分布式系统的负载均衡总结词优化手段详细描述负载均衡是分布式系统中的一项重要技术，用于实现各节点之间的负载分配和任务分发，以提高系统的整体性能和资源利用率负载均衡器可以根据任务的性质、节点的性能以及系统的负载情况等因素，将任务分配到最适合的节点上执行，以实现最优的性能和效率常见的负载均衡算法包括轮询算法、随机算法、最少连接算法等CHAPTER03分布式计算模型MapReduce模型总结词详细描述MapReduce是一种编程模型，用于处理Map阶段处理输入数据，将数据拆分成和生成大数据集它将大数据任务分解小块，并分配给不同的工作节点进行处理为多个小任务，并在集群中并行执行，VS Reduce阶段将Map阶段的结果进行汇总，最后将结果汇总得到最终输出MapReduce模型具有高容错性和可扩展性，适用于大规模数据处理Flink模型总结词Flink是一种流处理和批处理的分布式计算框架，具有高性能、低延迟和实时性等特点详细描述Flink模型支持事件驱动的数据处理，能够处理无界和有界数据流它提供了数据流编程模型，并支持多种数据源和数据接收器Flink模型还具有高度的容错性和可扩展性，能够处理大规模数据集Spark模型总结词详细描述Spark是一种大规模数据处理引擎，具有快Spark模型采用弹性分布式数据集（RDD）速、通用和易用等特点作为基本数据结构，支持多种数据处理操作，包括转换和动作它还支持SQL查询、流处理和机器学习等应用Spark模型具有高效的内存管理和并行计算能力，能够处理大规模数据集Storm模型总结词详细描述Storm是一种分布式实时计算系统，用于处Storm模型采用拓扑结构来描述数据流的处理高速数据流理逻辑，能够实时处理高速数据流并保证数据的一致性它还提供了高可用性和容错性，适用于大规模数据处理和实时分析场景CHAPTER04分布式数据库分布式数据库的定义与特点定义分布式数据库是物理上分散在多个节点上，逻辑上属于同一个数据库的数据库系统特点数据分散存储、数据独立性、数据冗余、数据共享、数据透明性分布式数据库的分类基于数据模型的分类全局关系型分布式数据库、全01局对象型分布式数据库、全局文件型分布式数据库基于数据分片的分类水平分片、垂直分片、混合分02片03基于数据复制的分类主从复制、多主复制分布式数据库的架构客户端-服务器架数据库联邦架构数据仓库架构构客户端应用程序通过统一的接口多个分布式数据库通过联邦技术将多个分布式数据库集成到一个与服务器交互，服务器负责数据形成一个逻辑上的数据库，客户中心仓库中，实现数据的集中存的存储和检索端应用程序通过统一的接口访问储和查询分布式数据库的查询优化查询重写查询路由将复杂的跨节点查询转换为多个简单的本地根据查询条件将查询路由到相应的数据节点，查询，减少通信开销提高查询效率数据分区数据复制将数据按照一定规则分散存储在不同的节点通过数据复制提高数据的可用性和查询性能上，提高数据访问的局部性CHAPTER05分布式存储系统分布式存储系统的定义与特点定义分布式存储系统是一种通过网络将数据存储在多个物理节点上的存储方式特点可扩展性强、高可用性、高性能、数据冗余与恢复等分布式存储系统的分类根据数据冗余方式分类单副本、多副本、分布式副本根据数据一致性分类强一致性、最终一致性根据数据分布方式分类哈希分布、目录分片分布式存储系统的架构0102数据分片数据复制将数据分成多个小块，每个小块存通过数据复制技术，实现数据的冗储在不同的节点上余存储和容错数据路由数据一致性协议根据一定的路由算法，确定数据请保证数据在多个节点之间的一致性求的转发路径0304分布式存储系统的数据冗余与恢复要点一要点二数据冗余数据恢复通过数据复制技术，将数据存储在多个节点上，以实现数当某个节点发生故障时，通过其他节点上的数据副本进行据的冗余存储和容错数据恢复CHAPTER06分布式系统面临的挑战与解决方案系统容错与恢复系统容错与恢复是分•·

1.故障检测快速准

2.故障隔离当检测

3.恢复策略根据故布式系统中的重要问确地检测系统中的故到故障时，应尽快将障的性质和影响，采题，旨在确保系统在障或异常是至关重要其隔离，以防止故障取适当的恢复策略部分组件发生故障时的可以使用各种监扩散到整个系统可这可能包括重新启动仍能继续提供服务控工具和技术来实时以使用各种隔离技术，故障组件、从备份中跟踪系统的健康状况如网络分区或服务降恢复数据或使用冗余级资源来接管数据一致性与复制0102030405数据一致性和复制是分•·

1.数据分区将数据分

2.复制策略通过在多

3.一致性协议使用各布式系统中的核心问题，散到多个节点上，以提个节点上复制数据来提种一致性协议，如Raft旨在确保数据在多个节高系统的可扩展性和可高系统的可靠性和可用或Paxos，来确保数据点之间保持一致用性但这也带来了数性有多种复制策略可在多个节点之间保持一据一致性的挑战用，如主从复制、多主致这些协议定义了如复制和分布式复制何选举主节点、如何处理故障转移等系统扩展性与伸缩性0102030405分布式系统的扩展性与•·

1.水平扩展通过增加

2.垂直扩展通过提高

3.负载均衡使用负载伸缩性是其关键特性之更多的节点来扩展系统单个节点的处理能力来均衡器来将请求分发到一，旨在支持随着业务的处理能力这通常涉扩展系统这可能涉及多个节点上，以确保每增长而不断扩大系统规及到增加更多的服务器升级硬件、增加内存或个节点都得到合理的负模的能力或容器提高CPU速度等载这有助于提高系统的整体性能和响应时间THANKS[感谢观看]。