分布式计算就是通过计算机网络将计算工作分布到多台主机上,多个主机一起协同完成工作。
我试着列一下相关知识吧。
1、 网络通讯,网络是分布式的基础,对分布式的理解建立在对网络的理解上,包括:
1) OSI模型的7层
2) TCP/IP,DNS,NAT
3) HTTP,SPDY/HTTP2
4) Telnet
2、 网络编程,是通过程序在多个主机之间通信。包括:
1) Socket
2) 多线程
3) 非阻塞IO
4) 网络框架
a) Netty
b) Mina
c) ZeroMQ
3、 操作系统的网络部分
4、 RPC,Socket使用不是很方便,很多分布式应用是基于RPC的,包括:
1) 同步RPC
2) 异步RPC
3) 主要的一些RPC协议
a) RMI
b) Rest API
c) Thrift
5、 集群,分布式计算离不开集群。集群就是多台主机被当作一个系统
1) 集群类型
a) 高可用,如主机备机切换,冷备,热备,双活
b) 伸缩性,如Web服务器集群,数据库服务器的Sharding
c) 并行计算,如网格,大数据
2) 集群相关技术,包括:
a) 高可用性,保证服务一直能够被访问,延长MTBF,缩短MTTR
l 冗余的设备
l 多副本,为了避免单点失效
b) 负载均衡,如何将大量工作负载分配到多个主机上,最大化吞吐量,最小化平均响应时间,最大化资源利用率。
c) 伸缩性(横向),能够添加计算机和设备来应对增长的计算压力
d) 分片(Sharding),把数据分成多个数据集,由多个服务器来分别处理。
l 自动分片
e) 容错性,当硬件或软件发生故障,能够继续运转
f) 故障检测,以及故障预测
l 心跳包
l 告警
l 性能预警
g) 故障转移,当出现错误,如何解决,为了高可用性和容错性
h) 分布式一致性,在分布式环境中如何维持状态的一致性,严格一致性,还是最终一致性
i) 集群状态协调,如Zookeeper,etcd等。
l 分布式锁,在分布式环境中如何进行加锁
l 选主,当Master宕机,如何选择出新的Master,协议如Raft
j) 一致性哈希,如何将数据分布到集群中的多个主机。
k) 分布式事务,保证在多台服务器上完成的操作符合事务的ACID属性。
3) 安全,网络通常需要保证安全。
a) 身份认证,如何验证人或机器是他们声明的身份
l 基于用户名/口令
l 基于数字证书
b) 私密性,如何防止窃听和嗅探
l 对称加密
l 非对称加密
c) 完整性,如何保证数据不被篡改
l 安全散列
l 消息认证码(MAC)
d) 不可否认性
l 基于数字证书的数字签名和验签
l 基于密钥的散列,如HMAC
4) 互联网站的基本架构
页面缓存
负载均衡器,如HAProxy,Nginx
分布式缓存,如Memcache,Redis
消息队列,如ActiveMQ,Kafka
5) 分布式框架
a) 关系型数据库(Sharding,主从同步)
b) NoSQL
HBase,基于HDFS和Zookeeper的NoSQL
Cassandra,无主集群
c) 大数据
HDFS,分布式文件系统
MapReduce,将数据处理任务拆分为多个工作,通过集群来完成。
Spark,提供分布式的数据集抽象