chapter2-分布式系統(tǒng)的基本原理2

分布計(jì)算環(huán)境鄒華北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院2015.9

Chapter2

分布式系統(tǒng)的基本原理主要內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)進(jìn)程通信命名一致性和復(fù)制容錯(cuò)安全

通信主要內(nèi)容分層通信協(xié)議遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用面向消息的通信面向流的通信多播通信通信主要內(nèi)容分層通信協(xié)議遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用面向消息的通信面向流的通信多播通信OSI模型由于沒(méi)有共享存儲(chǔ)器，分布式系統(tǒng)中的所有通信都是基于（低層）消息交換的OSI模型（開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型）用來(lái)支持開(kāi)放式系統(tǒng)間的通信開(kāi)放式系統(tǒng)是可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則與其他開(kāi)放式系統(tǒng)通信的系統(tǒng)，這些規(guī)則規(guī)定了發(fā)送和接收消息的格式、內(nèi)容以及相應(yīng)的含義OSI模型中的層、結(jié)構(gòu)和協(xié)議分層：功能分解。獨(dú)立性。接口（提供功能的操作集）：標(biāo)準(zhǔn)化。協(xié)議棧：有序性典型消息格式應(yīng)用層協(xié)議在OSI七層模型的傳輸層之上又劃分了三個(gè)層，在實(shí)踐中，只用到了其中的應(yīng)用層在Internet協(xié)議簇中，傳輸層之上的所有內(nèi)容都合并到了一起，稱為應(yīng)用層應(yīng)用層成為所有由于各種原因不能歸納到某個(gè)較低層中去的應(yīng)用程序和協(xié)議的容器缺乏對(duì)應(yīng)用程序、針對(duì)特定應(yīng)用程序的協(xié)議以及通用協(xié)議的明確區(qū)分ftp協(xié)議和ftp程序HTTP協(xié)議中間件協(xié)議有的應(yīng)用層協(xié)議，可用于支持多種應(yīng)用程序的通信，因此可看做是對(duì)多種應(yīng)用程序有用的通用協(xié)議但不能算作傳輸協(xié)議，很多情況下歸入中間件協(xié)議中間件協(xié)議（2）中間件協(xié)議是中間件提供的用于支持高層應(yīng)用系統(tǒng)通信的協(xié)議不同的中間件系統(tǒng)有不同的中間件協(xié)議支持遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用的協(xié)議，如DCE中支持遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用的協(xié)議，如CORBA中支持實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)傳輸并保持同步的協(xié)議可靠多播協(xié)議，用于支持可靠多播服務(wù)的中間件系統(tǒng)中間件的通信類型從通信持久性方面持久通信：傳輸?shù)南⒁恢庇赏ㄐ胖虚g件存儲(chǔ)，直到該消息被傳送給接收方，如電子郵件系統(tǒng)瞬時(shí)通信：通信中間件只在發(fā)送和接收應(yīng)用程序正在運(yùn)行的時(shí)候才存儲(chǔ)消息，即由于傳輸中斷或者接收方當(dāng)前不在活動(dòng)狀態(tài)，中間件就不傳輸消息，而是丟棄消息中間件的通信類型(2)從通信同步性方面同步通信：發(fā)送方提交消息后將被阻塞，直到知道其消息被接收。發(fā)送方可有三類同步點(diǎn)基于發(fā)送：發(fā)送方中間件請(qǐng)求傳輸完成基于接收：請(qǐng)求被傳送到目標(biāo)接收方基于響應(yīng)：接收方返回響應(yīng)異步通信：發(fā)送方在提交要傳輸?shù)南⒑罅⒖探又罄m(xù)的執(zhí)行，不會(huì)阻塞從通信連續(xù)性方面分：不連續(xù)通信和流通信這些通信方式可以進(jìn)行各種組合通信持久性和同步性的組合（a)持久異步通信(b)持久同步通信通信持久性和同步性的組合（2）（a)持久異步通信(b)持久同步通信（c)瞬時(shí)異步通信(d)基于發(fā)送的瞬時(shí)同步通信通信持久性和同步性的組合（3）（e)基于接收的(f)基于響應(yīng)的瞬時(shí)同步通信瞬時(shí)同步通信通信主要內(nèi)容分層通信協(xié)議遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用面向消息的通信面向流的通信多播通信遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用RPC像調(diào)用本地子程序一樣，調(diào)用遠(yuǎn)程子程序調(diào)用者和被調(diào)者都不用考慮通信問(wèn)題服務(wù)器客戶OS主程序存根OS子程序存根RPC的基本處理過(guò)程

傳統(tǒng)RPC和異步RPC(a)傳統(tǒng)的RPC(b)異步RPC遠(yuǎn)程方法調(diào)用RMI像調(diào)用本地對(duì)象的方法一樣，調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象的方法調(diào)用者和被調(diào)者都不用考慮通信問(wèn)題通信主要內(nèi)容分層通信協(xié)議遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用面向消息的通信面向流的通信多播通信面向消息的通信遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程方法調(diào)用都有助于隱藏分布式系統(tǒng)中的通信但這兩種機(jī)制并不總是適用的如當(dāng)無(wú)法保證發(fā)送請(qǐng)求時(shí)接收端正在執(zhí)行的情況下如同步性會(huì)阻塞發(fā)送進(jìn)程需要其他通信機(jī)制的支持如面向消息的通信面向消息的瞬時(shí)通信：套接字很多分布式系統(tǒng)和應(yīng)用程序直接構(gòu)建在傳輸層提供的簡(jiǎn)單的面向消息的模型之上人們已對(duì)傳輸層接口的標(biāo)準(zhǔn)化給予了充分的重視程序員通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的原語(yǔ)集就可以使用傳輸層提供的全部（消息傳遞）協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的接口還使得應(yīng)用程序在不同機(jī)器之間的移植變得容易如支持TCP/IP的Berkeley套接字socket

TCP/IP套接字原語(yǔ)原語(yǔ)意義Socket創(chuàng)建新的通信端點(diǎn)Bind將本地地址附加(attach)到套接字上Listen宣布已準(zhǔn)備好接受連接Accept在準(zhǔn)備好連接請(qǐng)求之前阻塞調(diào)用方Connect主動(dòng)嘗試確立連接Send通過(guò)連接發(fā)送數(shù)據(jù)Receive通過(guò)連接接受數(shù)據(jù)Close釋放連接使用套接字的面向連接通信模式感受套接字編程（Java）Server側(cè)：ServerSocketserver=newServerSocket(10000);While(true){ Sockets=server.accept(); newServerThread(s).start();}客戶側(cè)：Sockets=newSocket(“”,10000);InputStreamis=s.getInputStream();is.close();s.close();

面向消息的瞬時(shí)通信：MPI套接字抽象層在傳輸層，只支持簡(jiǎn)單的send和receive原語(yǔ)套接字用于使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，不適用于為高速互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的專用協(xié)議，比如不同的緩沖和同步方式多數(shù)高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)附帶專用通信庫(kù)，帶來(lái)可移植性問(wèn)題消息傳遞方面的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)：消息傳遞接口MPIMPI的特點(diǎn)提供高層通信，支持并行計(jì)算,如MPP,COW可靠的底層網(wǎng)絡(luò)支持分組通信，地址（groupID,processID）支持多種瞬時(shí)通信方式瞬時(shí)異步MPI_bsend基于發(fā)送的瞬時(shí)同步MPI_send基于接收的瞬時(shí)同步MPI_ssend基于響應(yīng)的瞬時(shí)同步MPI_sendrecvMPI原語(yǔ)原語(yǔ)意義MPI_bsend將要送出的消息追加到本地發(fā)送緩沖區(qū)中MPI_send發(fā)送消息，并等待直到消息復(fù)制到本地或遠(yuǎn)程緩沖區(qū)中為止MPI_ssend發(fā)送消息，并等待直到對(duì)方開(kāi)始接受為止MPI_sendrecv發(fā)送消息，并等待直到收到應(yīng)答消息為止MPI_isend傳送要送出消息的引用，隨后繼續(xù)執(zhí)行MPI_issend傳送要送出消息的引用，并等待直到對(duì)方開(kāi)始接受為止MPI_recv接受消息，如果不存在等待的消息則阻塞MPI_irecv檢查是否有輸入的消息，但是無(wú)論有沒(méi)有消息都不會(huì)阻塞面向消息的持久通信其支持系統(tǒng)一般稱為消息隊(duì)列系統(tǒng)或者面向消息的中間件支持持久異步通信適合于對(duì)傳輸時(shí)間要求寬松的場(chǎng)合，如幾分鐘。不保證消息到達(dá)接收方的時(shí)間，也不保證接收方一定讀取消息松散耦合的通信方式，使用方便使用隊(duì)列的4種松耦合通信方式消息隊(duì)列接口的基本接口原語(yǔ)意義Put將消息追加進(jìn)指定隊(duì)列Get調(diào)用進(jìn)程阻塞，直到指定隊(duì)列變?yōu)榉强諡橹?，然后取出?duì)列中的第一個(gè)消息Poll查看指定隊(duì)列中的消息，并且取出隊(duì)列中的第一個(gè)消息。不阻塞調(diào)用進(jìn)程。Notify注冊(cè)一個(gè)處理程序，在有消息進(jìn)入指定隊(duì)列時(shí)調(diào)用該處理程序。消息隊(duì)列源隊(duì)列目標(biāo)隊(duì)列隊(duì)列尋址隊(duì)列名網(wǎng)絡(luò)地址隊(duì)列管理器發(fā)送/接收中轉(zhuǎn)消息隊(duì)列系統(tǒng)的一般架構(gòu)隊(duì)列級(jí)編址與網(wǎng)絡(luò)級(jí)編址含有路由器的消息隊(duì)列系統(tǒng)一般架構(gòu)消息轉(zhuǎn)換器（Broker）當(dāng)發(fā)送方發(fā)送的消息和接收方需要的消息在格式上、內(nèi)容上等有所不同時(shí)，消息轉(zhuǎn)換器可以對(duì)消息進(jìn)行轉(zhuǎn)換或處理格式轉(zhuǎn)換應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)消息轉(zhuǎn)換器的一般結(jié)構(gòu)通信主要內(nèi)容分層通信協(xié)議遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用面向消息的通信面向流的通信多播通信面向流的通信媒體（media）:媒體是指?jìng)鞑バ畔⒌拿浇椤Ｋ侵溉私柚脕?lái)傳遞信息與獲取信息的工具、渠道、載體、中介物或技術(shù)手段例：圖像格式:GIF、JPEG、TIF連續(xù)型媒體(continuousrepresentationmedia)在數(shù)據(jù)項(xiàng)之間存在時(shí)間關(guān)系例：CD:采樣值/1/44100秒，VCD:禎/1/30秒離散型媒體

數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流（stream）異步傳輸:delay(0,∞);delay(傳輸延遲)同步傳輸:delay(0,max]等時(shí)(isochronous)傳輸:delay[min,max]復(fù)雜數(shù)據(jù)流由多個(gè)子數(shù)據(jù)流（substream）組成例：DVD(（左聲道，右聲道），視頻，字幕)數(shù)據(jù)流傳輸例流的服務(wù)質(zhì)量Qos非功能需求一般稱為服務(wù)質(zhì)量QoS流的QoS描述了低層分布式系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)在確保傳輸質(zhì)量方面的需求QoS屬性例：數(shù)據(jù)傳輸要求的比特率創(chuàng)建會(huì)話的最大延時(shí)端到端最大延時(shí)最大往返延時(shí)誤碼率丟包率

有很多支持QoS的方法流同步多媒體系統(tǒng)中，常常需要不同的流互相之間保持同步如離散數(shù)據(jù)流與連續(xù)數(shù)據(jù)流之間保持同步幻燈片演示與音頻如連續(xù)流之間的同步放映影片時(shí)的視頻流和音頻流同步機(jī)制例1在數(shù)據(jù)單元層上的顯式同步讀寫進(jìn)程：讀流數(shù)據(jù)單元，同步寫同步機(jī)制例2由高層接口支持的同步多媒體中間件提供控制接口用戶自定義程序：檢查同步，調(diào)整流速通信主要內(nèi)容分層通信協(xié)議遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和遠(yuǎn)程對(duì)象調(diào)用面向消息的通信面向流的通信多播通信多播通信組：由系統(tǒng)或用戶確定的若干個(gè)進(jìn)程的集合組的成員籍（membership）通信方式：點(diǎn)到點(diǎn)通信（point-to-point）:單播（unicast）一到多通信(one-to-many):多播（multicast）、廣播（broadcast）單點(diǎn)、多播和廣播“通信”總結(jié)進(jìn)程間通信功能是所有分布式系統(tǒng)所必須的傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)通過(guò)基于傳輸層提供的低層消息來(lái)進(jìn)行通信，如TCP/IP套接字分布計(jì)算環(huán)境（中間件）提供更高層次的通信支持RPC、RMI基于消息的通信RPC、RMI等主要提供同步通信功能，并在一定程度上放松了同步的要求但在一些應(yīng)用場(chǎng)合，面向消息的通信的異步通信更方便一些瞬時(shí)和持久，同步和異步“通信”總結(jié)（2）面向流的通信服務(wù)質(zhì)量QoS流的同步多播通信從發(fā)送方到多個(gè)接收方主要內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)進(jìn)程通信命名一致性和復(fù)制容錯(cuò)安全

命名名稱在所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都起著非常重要的作用共享資源、唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體等命名系統(tǒng)的主要功能是把名稱解析為它所標(biāo)識(shí)的實(shí)體分布式系統(tǒng)中，命名系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)本身通常是分布在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上的其分布機(jī)制對(duì)命名系統(tǒng)的效率和可靠性起著關(guān)鍵的作用基本概念實(shí)體：系統(tǒng)中的任何事物主機(jī)、打印機(jī)、磁盤、文件、進(jìn)程、用戶、郵箱、Web頁(yè)面、消息實(shí)體的名字（Name）:一個(gè)位串或字符串，可唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體如主機(jī)名、文件名、進(jìn)程名、用戶名實(shí)體訪問(wèn)點(diǎn)（accesspoint）：用于訪問(wèn)該實(shí)體的接口可以有多個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)實(shí)體可以改變?cè)L問(wèn)點(diǎn)訪問(wèn)點(diǎn)可賦給另一個(gè)實(shí)體地址（address）：訪問(wèn)點(diǎn)的名稱可能的命名方法（1）地址（address）：訪問(wèn)點(diǎn)的地址用地址作為名稱IP地址、電話號(hào)碼看上去用地址作為名稱似乎很方便，但實(shí)際上，這種命名非常不靈活且用戶不友好。如，服務(wù)器運(yùn)行的主機(jī)經(jīng)常會(huì)變化，提供多個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)的實(shí)體（Web服務(wù)）可能的命名方法（2）標(biāo)識(shí)符：具有以下屬性的一個(gè)標(biāo)識(shí)符最多引用一個(gè)實(shí)體每個(gè)實(shí)體被一個(gè)標(biāo)識(shí)符所引用一個(gè)標(biāo)識(shí)符總是引用同一個(gè)實(shí)體（不準(zhǔn)重用）使用標(biāo)識(shí)符來(lái)作為實(shí)體的名稱不同進(jìn)程使用的標(biāo)識(shí)符會(huì)不會(huì)重名或者不一致？在大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，地址和標(biāo)識(shí)符僅使用計(jì)算機(jī)可讀的方式，如位串形式使用用戶友好的名稱用戶理解的字符串，如“temp”,“bank”命名系統(tǒng)在分布式系統(tǒng)中，一般使用位置無(wú)關(guān)的命名方法因此，命名系統(tǒng)的主要工作就是把名稱解析為地址簡(jiǎn)單地，命名系統(tǒng)中可以有一個(gè)名稱到地址的綁定表如（Name，address）表大型分布式系統(tǒng)，資源眾多，一個(gè)表可能無(wú)法滿足要求分布式系統(tǒng)常見(jiàn)的三類命名系統(tǒng)無(wú)結(jié)構(gòu)命名結(jié)構(gòu)化命名基于屬性的命名無(wú)結(jié)構(gòu)命名無(wú)結(jié)構(gòu)名稱：名稱中不包含任何有關(guān)如何定位其相關(guān)實(shí)體的訪問(wèn)點(diǎn)的信息多種方法支持無(wú)結(jié)構(gòu)名稱的解析廣播和多播Internet地址解析協(xié)議ARP分布式散列表………….無(wú)結(jié)構(gòu)名稱適用于機(jī)器的理解，人難以理解結(jié)構(gòu)化命名結(jié)構(gòu)化名稱：簡(jiǎn)單的、人類可理解名稱文件命名：/user/libInternet上的網(wǎng)頁(yè)地址：名稱通常組成名字空間：根節(jié)點(diǎn)、目錄節(jié)點(diǎn)、葉節(jié)點(diǎn)名字空間的實(shí)現(xiàn)命名服務(wù)：管理名字空間，允許用戶和進(jìn)程添加、刪除和查找名稱的服務(wù)。命名服務(wù)由命名服務(wù)器實(shí)現(xiàn)大型分布式系統(tǒng)包含很多實(shí)體，跨越很大的地理區(qū)域，需要使用多臺(tái)命名服務(wù)器來(lái)分散名字空間的管理。DNS的命名空間劃分示例名字解析方法例迭代式名字解析：名字解析器從根名字服務(wù)器開(kāi)始，逐個(gè)與名字服務(wù)器交互，實(shí)現(xiàn)名字的解析root:<nl,vu,vs,ftp,pub,global,index.txt>基于屬性的命名無(wú)結(jié)構(gòu)命名和結(jié)構(gòu)化命名提供了一種唯一的與位置無(wú)關(guān)的方法來(lái)命名實(shí)體，進(jìn)一步地，結(jié)構(gòu)化命名還具有良好的用戶友好性位置無(wú)關(guān)和用戶友好不是命名實(shí)體的唯一標(biāo)準(zhǔn)，隨著可用信息的增加，高效地查找實(shí)體變得更重要。在分布式系統(tǒng)中，常用（屬性、值）來(lái)描述實(shí)體，稱為基于屬性的命名?？墒褂脤?shí)體的屬性來(lái)查找實(shí)體基于屬性的命名系統(tǒng)稱為目錄服務(wù)，實(shí)體有可供查找的相關(guān)屬性集。如LDAP目錄服務(wù)LDAP目錄服務(wù)系統(tǒng)基于LDAP協(xié)議（輕量級(jí)目錄訪問(wèn)協(xié)議）從OSIX.500目錄服務(wù)派生國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）關(guān)于目錄服務(wù)的建議標(biāo)準(zhǔn)LDAP目錄項(xiàng)目錄項(xiàng):由多個(gè)記錄（屬性，值）組成。多值屬性:用數(shù)組或鏈表表示目錄信息庫(kù)(DIB)所有目錄項(xiàng)的集合。每個(gè)記錄都是唯一命名的，所以可以被查找LDAP目錄項(xiàng)舉例/c=NL/O=VrijeUniversity/OU=Comp.Sc.類似于DNS名nl.vu.cs屬性縮寫值CountryCNLLocalityLAmsterdamOrganizationLVrijeUniversiteitOrganizationalUnitOUMath.&Comp.Sc.CommonNameCNMainserverMail_Servers--,192.31.231,6FTP_Server--1WWW_Server--1目錄信息樹(shù)用于描述目錄項(xiàng)集合的層次結(jié)構(gòu)，命名圖查找操作示例Answer=search(“&(C=NL)(O=VrijeUniversity)(OU=*)(CN=Mainserver)”)查找在國(guó)家名為NL、組織名為VrijeUniversity的地方的主服務(wù)器（CN為MainServer)，對(duì)組織名OU不關(guān)注將返回一個(gè)列表，其中每個(gè)記錄滿足上述屬性描述“命名系統(tǒng)”總結(jié)名稱可用來(lái)表示實(shí)體，基本有3種類型的名稱，地址、標(biāo)識(shí)符、用戶友好的名稱無(wú)層次命名系統(tǒng)需要將標(biāo)識(shí)符解析為對(duì)應(yīng)的實(shí)體地址，有很多方法介紹。結(jié)構(gòu)化名稱可以很容易組織成名稱空間，名稱空間可以用命名圖來(lái)表示，名稱解析的過(guò)程是通過(guò)查找路徑名的各個(gè)部分來(lái)貫穿該命名圖?；趯傩缘拿到y(tǒng)中，實(shí)體是由（屬性、值）對(duì)集來(lái)描述，可基于屬性查找滿足條件的實(shí)體主要內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)進(jìn)程通信命名一致性和復(fù)制容錯(cuò)安全

引言進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制的主要原因：可靠性：一個(gè)副本被破壞，可以切換到另外的副本，保護(hù)數(shù)據(jù)，不影響應(yīng)用的運(yùn)行。性能：并行性、可伸縮性，（服務(wù)器數(shù)量、地域）服務(wù)器數(shù)量，可均衡負(fù)載，提高訪問(wèn)性能地域擴(kuò)展，就近訪問(wèn)，提高性能。進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制是有代價(jià)的，一致性保證例1：Web頁(yè)的Cache例2：鏡像網(wǎng)站

支持伸縮性的復(fù)制技術(shù)將數(shù)據(jù)的副本放置在處理它們的進(jìn)程附近以減少訪問(wèn)時(shí)間，解決可伸縮性問(wèn)題復(fù)制策略設(shè)進(jìn)程P對(duì)數(shù)據(jù)d的訪問(wèn)N次/秒，d的更新M次/秒當(dāng)N<<M時(shí)，訪問(wèn)/更新比非常低，由于一致性維護(hù)帶來(lái)更大代價(jià)，因此，不應(yīng)復(fù)制Internet客戶服務(wù)器支持伸縮性的復(fù)制技術(shù)（2）一致性維護(hù)與可伸縮性問(wèn)題保證所有的副本都是相同的，--〉緊密一致性當(dāng)某個(gè)副本上執(zhí)行更新操作時(shí)，需對(duì)所有副本進(jìn)行全局同步，在大型系統(tǒng)上很難實(shí)施--〉可伸縮性問(wèn)題解決策略松馳一致性，放寬在一致性方面的限制，所有副本不一定保持完全相同，盡量減少立即的全局同步一致性放寬的程度主要取決于復(fù)制數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和更新模式，同時(shí)還取決于這些數(shù)據(jù)的用途常見(jiàn)的一致性模型以數(shù)據(jù)為中心的一致性模型以用戶為中心的一致性模型以數(shù)據(jù)為中心的一致性模型分布式數(shù)據(jù)倉(cāng)(datastore)模型物理上，分布的和復(fù)制的例如，分布式共享內(nèi)存、數(shù)據(jù)庫(kù)、文件操作：每個(gè)進(jìn)程可執(zhí)行讀操作，寫操作寫操作在本地副本上進(jìn)行，再傳播給其他副本一致性模型以數(shù)據(jù)為中心的一致性模型，實(shí)質(zhì)上是進(jìn)程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間的一個(gè)約定如果進(jìn)程遵守這些約定，那么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將正常工作顯然，一個(gè)進(jìn)程在數(shù)據(jù)項(xiàng)上執(zhí)行讀操作時(shí)，該進(jìn)程肯定期待該操作返回的是在其最后一次寫操作之后的結(jié)果但在沒(méi)有全局時(shí)鐘的情況下，精確地定義哪些寫操作時(shí)最后一次寫操作時(shí)十分困難的作為替代方法，產(chǎn)生了一系列放寬了限制條件的一致性模型，每種模型都有效地限制了在一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)上執(zhí)行一次讀操作所應(yīng)返回的值一致性模型舉例嚴(yán)格一致性：對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)x的讀操作返回的值為最近寫入x的值不可實(shí)現(xiàn)順序一致性：當(dāng)進(jìn)程在多臺(tái)（可能）不同的機(jī)器上并發(fā)執(zhí)行時(shí)，任何讀、寫操作的有效交叉都是可以接受的行為，但所有進(jìn)程看到的是相同的操作交叉順序因果一致性：一種弱化的因果一致性，所有進(jìn)程必須以相同的順序看到具有潛在因果關(guān)系的寫操作，不同進(jìn)程可以以不同順序看到?jīng)]有因果關(guān)系的并發(fā)寫操作?！?以用戶為中心的一致性模型以數(shù)據(jù)為中心的一致性模型的一個(gè)重要假設(shè)是并發(fā)進(jìn)程可能同時(shí)更新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)這里討論的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)沒(méi)有同時(shí)更新（無(wú)寫-寫沖突）或容易解決大多數(shù)操作為讀操作哪怕是舊的數(shù)據(jù)，用戶也常認(rèn)為是可接受的，如Web網(wǎng)頁(yè)（服務(wù)器，代理緩存）客戶為中心的一致性（Client-centric）保證一個(gè)客戶對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的訪問(wèn)是一致的不考慮不同客戶之間的并發(fā)訪問(wèn)典型應(yīng)用場(chǎng)景：移動(dòng)用戶問(wèn)題移動(dòng)用戶問(wèn)題用戶在一段時(shí)間內(nèi)要連接不同的副本，而這些副本的差別應(yīng)該是透明的。以客戶為中心的一致性模型例最終一致性：如果在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有更新操作，那么所有的副本將逐漸趨于一致單調(diào)讀一致性：如果一個(gè)進(jìn)程已經(jīng)在t時(shí)刻看到x的值，那么以后它不會(huì)看到較老版本的x的值單調(diào)寫一致性：一個(gè)進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)X執(zhí)行的寫操作必須在該進(jìn)程對(duì)X執(zhí)行的任何后續(xù)寫操作之前完成………………..復(fù)制管理任何支持復(fù)制的分布式系統(tǒng)，需解決兩個(gè)問(wèn)題：決定何時(shí)、何處、由誰(shuí)來(lái)放置副本:服務(wù)器放置：找到放置或托管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)器的最佳位置。內(nèi)容放置：找到放置內(nèi)容的最佳服務(wù)器。何種機(jī)制保證副本的一致性。服務(wù)器放置基于對(duì)客戶和網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)行分析、優(yōu)化和決策，如：以客戶與位置之間的距離作為計(jì)算依據(jù)，距離可通過(guò)延時(shí)或帶寬來(lái)度量，在某個(gè)時(shí)間里選取服務(wù)器，使得服務(wù)器與客戶的平均距離最小。利用聚類方法，標(biāo)識(shí)放置副本的區(qū)域，區(qū)域指訪問(wèn)相同內(nèi)容的結(jié)點(diǎn)集，且結(jié)點(diǎn)之間的延時(shí)小?！瓋?nèi)容復(fù)制與放置從邏輯上可以組織為三種不同類型的副本:永久副本。服務(wù)器啟動(dòng)的副本。客戶啟動(dòng)的副本。永久副本服務(wù)器啟動(dòng)的副本客戶啟動(dòng)的副本永久副本構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的初始集，一般數(shù)量很小，常用的分布方式：集群：在單個(gè)位置、有限數(shù)量服務(wù)器，復(fù)制鏡像：地理上分布到因特網(wǎng)特點(diǎn)：靜態(tài)服務(wù)器