SADALĪTĀS SISTĒMAS: RAKSTURLIELUMI, ARHITEKTŪRA, VEIDI, MĒRĶI, PIELIETOJUMI - TEHNOLOĢIJAS - 2025

Par izplata sistēmas ir gabalu programmatūru izmanto, lai koordinētu rīcību vairākiem datoriem. Šī koordinācija tiek panākta, apmainoties ar ziņojumiem, tas ir, ar datu vienībām, kas pārraida informāciju.

Sadalītajām sistēmām nepieciešami vienlaikus komponenti, sakaru tīkls un sinhronizācijas mehānisms. Tie ļauj koplietot resursus, ieskaitot programmatūru, sistēmām, kas savienotas ar tīklu. Tāpēc sistēmas pamatā ir tīkls, kas savieno datorus un apstrādā ziņojumu maršrutēšanu.

a un b (izkliedētās sistēmas). b (paralēla sistēma). Miym / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Izkliedētā skaitļošana ir skaitļošanas joma, kas atbild par sadalīto sistēmu analīzi. Datorprogrammu, kas darbojas sadalītā sistēmā, sauc par sadalītu programmu.

Kontekstā, kurā var būt simtiem vai tūkstošiem datoru, kas ir liela proporcija lielos interneta uzņēmumos, ļoti bieži ir komponentu kļūmes, vai tā būtu aparatūra, tīkls, diski utt., Un sistēmai jābūt visu laiku gatava viņiem stāties pretī.

Datu izplatīšana

Izplatīšana ir būtiska, lai spētu rīkoties ar ļoti lieliem datu konglomerātiem. Jāpanāk mērogojamība, kas ir līdzeklis stabilas veiktspējas uzturēšanai, kad datu kopumi palielinās, pievienojot sistēmai jaunus resursus.

No otras puses, izplatīšana rada virkni tehnisku problēmu, kuru dēļ ir svarīgi ņemt vērā sadalītās skaitļošanas un glabāšanas projektēšanu un ieviešanu. Viens punkts, kas jāņem vērā, ir iespējamo neveiksmju risks.

Izkliedēto sistēmu raksturojums

a un b (izkliedētās sistēmas). b (paralēla sistēma). Miym / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Saderība

Ierīces var darboties ar dažādām operētājsistēmām. Tas neliedz viņiem vienmēr piedāvāt tos pašus pakalpojumus lietotājiem. Šī iemesla dēļ visas savienotās ierīces ir savstarpēji savietojamas.

Vēl viens būtisks jautājums ir programmatūras dizains, jo tā ir savietojama arī ar visām sistēmām un lietotājiem, kas atrodas katrā datorā.

Kļūdu pielaide

Ja kāds no tā komponentiem sabojājas, tas ir viens tīkls ar daudziem datoriem, pārējie var turpināt pilnībā veikt savu funkciju, ātri izvairoties no kļūdām.

Šī iemesla dēļ sadalītās sistēmas parasti rada lielu pārliecību, strādājot ar tām, jo ​​diezgan reti notiek sistēmas pilnīga kļūme, jo uzdevumi neatrodas vienā ierīcē, bet dažādos datoros.

Starpprogrammatūra un API

Dažādi procesori izmanto izplatīšanas starpprogrammatūru, palīdzot dalīties ar dažādiem resursiem un iespējām, lai lietotājiem nodrošinātu saskaņotu un integrētu tīklu. Tas arī nodrošina lietojumprogrammas ar vairākiem pakalpojumiem, piemēram, drošību un avāriju atkopšanu.

Šodien jūs dzirdat vairāk par lietojumprogrammu saskarnēm (API), kas darbojas kā vārteja, kur lietojumprogrammas var sazināties. Lietojumprogrammām nekas nav jāzina par citām lietojumprogrammām, izņemot to API.

Arhitektūra

Klienta-servera arhitektūra

Konkrēts dators, ko sauc par serveri, var veikt noteiktus uzdevumus, kurus sauc par pakalpojumiem. Piemēram, failu apkalpošana tīklā, spēja izpildīt noteiktas komandas vai maršrutēt datus uz printeri. Klients ir dators, kas pieprasa pakalpojumus.

Dators, kas galvenokārt pazīstams ar tā sniegtajiem pakalpojumiem, var tikt saukts par drukas serveri, failu serveri utt.

Vienādranga arhitektūra

Tiek pieņemts, ka katram datoram ir līdzīgas iespējas un neviena mašīna nav paredzēta citu apkalpošanai. Tā piemērs ir mikrodatoru komplekts nelielā birojā.

Tīkls ļauj cilvēkiem piekļūt viens otra failiem un sūtīt e-pastus, taču neviens dators nenodrošina īpašu pakalpojumu kopu.

Daudzlīmeņu arhitektūras

Dažiem pakalpojumiem var būt jēga izmantot hierarhisku savienojamību. Piemēram:

• Serveris, veicot savus uzdevumus, var sazināties ar citu cita veida serveri
• Klienta-servera arhitektūra ir divu līmeņu arhitektūra.

Procesora grupas arhitektūra

Operētājsistēma varētu automātiski sākt procesus brīvgaitas datoros un pat migrēt procesus uz sistēmām ar lielāku pieejamo CPU ciklu skaitu. Citos gadījumos lietotājs var manuāli sākt vai pārvietot procesus pieejamās sistēmās.

Izkliedēto sistēmu veidi

Klasteru skaitļošana

Tā ir līdzīgu datoru kolekcija, kas savienota ar ātrgaitas lokālo tīklu. To bieži izmanto paralēlai programmēšanai, kad viena datorietilpīga programma darbojas paralēli vairākiem datoriem.

Katru klasteru veido skaitļošanas mezglu komplekts, kurus uzrauga un pārvalda viens vai vairāki mezgli, kurus sauc par meistariem.

Tīkla skaitļošana

To veido mezgli ar izteiktām atšķirībām aparatūras un tīkla tehnoloģijās. Pašreizējā tendence būt īpašai mezglu konfigurācijai noteiktiem uzdevumiem ir radījusi lielāku dažādību, kas ir visizplatītākā tīkla skaitļošanā.

Mākoņu skaitļošana

Tas ir virtualizētu resursu kopums, kas atrodas mākoņa pakalpojumu sniedzēja datu centrā. Klienti var izveidot virtualizētu infrastruktūru, lai izmantotu dažādus mākoņa pakalpojumus.

Lietotājam šķiet, ka viņš īrē savu ekskluzīvo datoru. Tomēr patiesībā ir iespējams, ka jūs to kopīgojat ar citiem klientiem. Tas pats attiecas uz virtuālo krātuvi.

Šos virtualizētos resursus var dinamiski konfigurēt, tādējādi nodrošinot mērogojamību. Ja nepieciešami vairāk skaitļošanas resursu, sistēma var iegādāties vairāk.

mērķus

Kopīgojiet resursus

Neatkarīgi no tā, vai tas ir uzglabāšanas aprīkojums, datu faili, pakalpojumi vai tīkli, ekonomijas labad jūs varat dalīties ar šiem resursiem starp lietojumprogrammām.

Daudz lētāk ir dalīta krātuve starp vairākām lietojumprogrammām, nekā tā, ka katrai atsevišķi ir jāiegādājas un jāuztur krātuve.

Abstrakcija

Lai slēptu, ka procesi un resursi ir sadalīti vairākos datoros, iespējams, ģeogrāfiski izkliedēti. Tas ir, procesi un resursi tiek abstrakti no lietotāja.

Atvēršana

Tas būtībā norāda, ka sadalīta sistēma ir veidota ar elementiem, kurus var viegli integrēt ar citām sistēmām. Atbilstīgi standartizētiem noteikumiem jebkurš process ar šo saskarni var sazināties ar citu procesu ar tādu pašu saskarni.

Savietojamība un pārnesamība

Tas attiecas uz gadījumiem, kad divas sistēmas no dažādiem ražotājiem var darboties kopā. Pārnesamība nosaka, cik lielā mērā A sistēmai sagatavota programma var darboties sistēmā B bez izmaiņām.

Mērogojamība

Tas ir nepieciešams, kad palielinās lietotāju skaits, kuriem nepieciešami vairāk resursu. Labs piemērs ir Netflix auditorijas palielināšanās katru piektdienas vakaru.

Tas nozīmē dinamisku papildu resursu pievienošanu, piemēram, tīkla jaudas palielināšanu, atļaujot lielāku video pārraidi un samazinot to, tiklīdz patēriņš ir normalizējies.

Lietojumprogrammas

Erlang virtuālā mašīna

LYME programmatūras pakotne ir balstīta uz Erlang un piedāvā alternatīvu LAMP. Šmuels Csaba Otto Traians / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Erlangs ir funkcionāla valoda, kurai ir lieliska vienlaicības, sadalījuma un kļūdu tolerances semantika. Erlang virtuālā mašīna apstrādā Erlang lietojumprogrammu izplatīšanu.

Šis modelis darbojas ar daudziem izolētiem procesiem, visiem ar iespēju sazināties savā starpā, izmantojot iebūvētu ziņojumapmaiņas sistēmu.

Erlang virtuālā mašīna var izveidot savienojumu ar citām virtuālajām mašīnām, kas atrodas dažādās vietās. Šis virtuālo mašīnu bars darbojas ar vienu lietojumprogrammu, apstrādājot vienas mašīnas kļūmes, plānojot to darboties citā mezglā.

Bittorrent

BitTorrent tīkla darbība. Mrjavi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Tas ir viens no visplašāk izmantotajiem protokoliem lielu failu pārsūtīšanai tīmeklī. Galvenā ideja ir atvieglot failu pārsūtīšanu starp dažādiem tīkla vienaudžiem, neapmeklējot galveno serveri.

Izmantojot BitTorrent klientu, jūs varat izveidot savienojumu ar vairākiem datoriem visā pasaulē, lai lejupielādētu failu. Dators, kas darbojas kā koordinators, palīdz parādīt tīklā tos mezglus, kuriem ir vēlamais fails.

BitTorrent ļauj jums brīvprātīgi mitināt failus un augšupielādēt tos citiem lietotājiem, kuri tos vēlas. Tas ir tik populārs, jo tas bija pirmais šāda veida piedāvājums, lai veicinātu ieguldījumu tīklā.

Priekšrocība

- Izkliedētajai sistēmai var viegli pievienot vairāk mezglu, tas ir, to var pēc vajadzības pielāgot.

- Visi sadalītās sistēmas mezgli ir savienoti viens ar otru. Tāpēc katrs no mezgliem var viegli koplietot datus ar citiem mezgliem.

- Resursus, piemēram, printerus, var koplietot ar vairākiem mezgliem, nevis ierobežot tikai ar vienu.

- Viena mezgla kļūme nenoved pie visas sadalītās sistēmas kļūmes. Pārējie mezgli joprojām var sazināties savā starpā.

Trūkumi

- Daži ziņojumi un dati tīklā var tikt zaudēti, pārejot no viena mezgla uz otru.

- Izdalītajās sistēmās ir grūti nodrošināt pietiekamu drošību, jo ir jānostiprina gan mezgli, gan savienojumi.

- Tīkla pārslodze var rasties, ja visi sadalītās sistēmas mezgli mēģina nosūtīt datus vienlaicīgi.

- Datu bāze, kas savienota ar sadalītajām sistēmām, ir diezgan sarežģīta un grūti pārvaldāma salīdzinājumā ar viena lietotāja sistēmu.

Izkliedēto sistēmu piemēri

Sadalītās sistēmas var izmantot daudzos gadījumos, piemēram, elektronisko banku sistēmās, masveidā vairāku spēlētāju tiešsaistes spēlēs un sensoru tīklos.

StackPath

Sava satura piegādes tīkla pakalpojuma izmantošanai tiek izmantota īpaši liela izplatītā sistēma. Katrā no tās klātbūtnes punktiem (PoP) ir mezgli, kas veido visā pasaulē izplatītu sistēmu.

StackPath saglabā jaunāko un bieži pieprasīto saturu tajās vietās, kas ir vistuvāk izmantotajai vietnei.

Savienojot virtuālos datorus, papildus modernajai skaitļošanas ātrumam un veiklībai, sistēma var ļoti ātri tikt galā ar tūkstošiem vienlaicīgu pieprasījumu.

Internets

Tā ir lielākā izplatītā sistēma pasaulē. Jebkurš lietotājs jūtas kā viena sistēma, pat ja to veido miljoniem datoru.

Izmantojot abstrakcijas jēdzienu, jums nav ne mazākās nojausmas, kur dati tiek glabāti, cik serveri ir iesaistīti vai kā informācija nokļūst pārlūkā. Pārlūkprogramma mazina interneta sarežģītību.

Tas attiecas arī uz tādām lietojumprogrammām kā Gmail e-pasts vai jebkuru citu lietojamu lietojumprogrammu. Ikviena persona ikdienā mijiedarbojas ar izplatītajām lietojumprogrammām.

Atsauces

1. Pauls Krzyzanowski (2018). Izkliedētās sistēmas. Paņemts no: cs.rutgers.edu.
2. Katrīna Paganīni (2019). Primer: izplatītās sistēmas un mākoņdatošana. Jaunā kaudze. Paņemts no: thenewstack.io.
3. Valensijas Starptautiskā universitāte (2020). Sadalītās sistēmas, raksturlielumi un klasifikācija. Iegūts no: universidadviu.com.
4. Deivids Meidors (2018). Izkliedētās sistēmas. Pamācību punkts. Paņemts no: tutorialspoint.com.
5. Roberts Gibbs (2019). Kas ir izplatītā sistēma? Paņemts no: blog.stackpath.com.
6. Staņislavs Kozlovskis (2018). Sīks ievads izplatītajās sistēmās. Bezmaksas kodu nometne. Paņemts no: freecodecamp.org.