分布式和集群区别?什么是云计算平台?分布式的应用场景?

2018/01/23 Distributed

分布式是指将一个业务拆分不同的子业务,分布在不同的机器上执行,集群是指多台服务器集中在一起,实现同一业务,可以视为一台计算机,一个云计算平台,就是通过一套软件系统把分布式部署的资源集中调度使用。要应对大并发,要实现高可用,既需要分布式,也离不开集群。

分布式和集群区别?

分布式

分布式:是指将一个业务拆分不同的子业务,分布在不同的机器上执行。

常用的分布式就是在负载均衡服务器后加一堆web服务器,然后在上面搞一个缓存服务器来保存临时状态,后面共享一个数据库,

如图所示:

这种环境下真正进行分布式的只是web server而已,并且web server之间没有任何联系,所以结构和实现都非常简单。

集群

集群:是指多台服务器集中在一起,实现同一业务,可以视为一台计算机。

多台服务器组成的一组计算机,作为一个整体存在,向用户提供一组网络资源,这些单个的服务器就是集群的节点。

两个特点

可扩展性:集群中的服务节点,可以动态的添加机器,从而增加集群的处理能力。

高可用性:如果集群某个节点发生故障,这台节点上面运行的服务,可以被其他服务节点接管,从而增强集群的高可用性。

集群分类

常用的集群分类

1.高可用集群(High Availability Cluster)

高可用集群,普通两节点双机热备,多节点HA集群。

2.负载均衡集群(Load Balance Cluster)

常用的有 Nginx 把请求分发给后端的不同web服务器,还有就是数据库集群,负载均衡就是,为了保证服务器的高可用,高并发。

3.科学计算集群(High Performance Computing Cluster)

简称HPC集群。这类集群致力于提供单个计算机所不能提供的强大的计算能力。

两大能力

负载均衡:负载均衡能把任务比较均衡地分布到集群环境下的计算和网络资源。

集群容错:当我们的系统中用到集群环境,因为各种原因在集群调用失败时,集群容错起到关键性的作用。

例如 Dubbo 的集群容错:

Failover Cluster

失败自动切换,当出现失败,重试其它服务器,通常用于读操作,但重试会带来更长延迟。

Failfast Cluster

快速失败,只发起一次调用,失败立即报错,通常用于非幂等性的写操作,比如新增记录。

Failback Cluster

失败自动恢复,后台记录失败请求,定时重发,通常用于消息通知操作。

Forking Cluster

并行调用多个服务器,只要一个成功即返回,通常用于实时性要求较高的读操作,但需要浪费更多服务资源。

简单总结

分布式,从狭义上理解,也与集群差不多,但是它的组织比较松散,不像集群,有一定组织性,一台服务器宕了,其他的服务器可以顶上来。

分布式的每一个节点,都完成不同的业务,一个节点宕了,这个业务就不可访问了。

1. 分布式是指将一个业务拆分不同的子业务,分布在不同的机器上执行。

2. 集群是指多台服务器集中在一起,实现同一业务,可以视为一台计算机。

分布式的每一个节点,都可以用来做集群。而集群不一定就是分布式了。

什么是云计算平台?

一个云计算平台,就是通过一套软件系统把分布式部署的资源集中调度使用。要应对大并发,要实现高可用,既需要分布式,也离不开集群。

比如负载均衡,如果只是一台服务器,这台宕机了就完蛋了。

分布式的难点,就是很多机器做存在依赖关系的不同活儿,这些活儿需要的资源、时间区别可能很大,某些机器还可能罢工,要怎么样才能协调好,做到效率最高,消耗最少,不出错。

分布式的应用场景?

平时接触到的分布式系统有很多种,比如分布式文件系统,分布式数据库,分布式WebService,分布式计算等等,面向的情景不同,但分布式的思路是否是一样的呢?

1.简单的例子

假设我们有一台服务器,它可以承担1百万/秒的请求,这个请求可以的是通过http访问网页,通过tcp下载文件,jdbc执行sql,RPC调用接口…,现在我们有一条数据的请求是2百万/秒,很显然服务器hold不住了,会各种拒绝访问,甚至崩溃,宕机,怎么办呢。

一台机器解决不了的问题,那就两台。所以我们加一台机器,每台承担1百万。如果请求继续增加呢,两台解决不了的问题,那就三台呗。

这种方式我们称之为水平扩展。如何实现请求的平均分配便是负载均衡了

另一个栗子,我们现在有两个数据请求,数据1 90万,数据2 80万,上面那台机器也hold不住,我们加一台机器来负载均衡一下,每台机器处理45万数据1和40万数据2,但是平分太麻烦,不如一台处理数据1,一台处理数据2,同样能解决问题,这种方式我们称之为垂直拆分

水平扩展和垂直拆分是分布式架构的两种思路,但并不是一个二选一的问题,更多的是兼并合用。下面介绍一个实际的场景。这也是许多互联网的公司架构思路。

2.实际的例子

我此时所在的公司的计算机系统很庞大,自然是一个整的分布式系统,为了方便组织管理,公司将整个技术部按业务和平台拆分为部门,订单的,会员的,商家的等等,每个部门有自己的web服务器集群,数据库服务器集群,通过同一个网站访问的链接可能来自于不同的服务器和数据库,对网站及底层对数据库的访问被分配到了不同的服务器集群,这个便是典型的按业务做的垂直拆分,每个部门的服务器在hold不住时,会有弹性的扩展,这便是水平扩展

在数据库层,有些表非常大,数据量在亿级,如果只是纯粹的水平的扩展并不一定最好,如果对表进行拆分,比如可以按用户id进行水平拆表,通过对id取模的方式,将用户划分到多张表中,同时这些表也可以处在不同的服务器。按业务的垂直拆库和按用户水平拆表是分布式数据库中通用的解决方案。

比如 Mycat 开源分布式数据库中间件 http://www.mycat.io/

3.分布式一致性

分布式系统中,解决了负载均衡的问题后,另外一个问题就是数据的一致性了,这个就需要通过同步来保障。根据不同的场景和需求,同步的方式也是有选择的。

在分布式文件系统中,比如商品页面的图片,如果进行了修改,同步要求并不高,就算有数秒甚至数分钟的延迟都是可以接受的,因为一般不会产生损失性的影响,因此可以简单的通过文件修改的时间戳,隔一定时间扫描同步一次,可以牺牲一致性来提高效率。

但银行中的分布式数据库就不一样了,一丁点不同步就是无法接受的,甚至可以通过加锁等牺牲性能的方式来保障完全的一致。

在一致性算法中paxos算法是公认的最好的算法,Chubby、ZooKeeper 中Paxos是它保证一致性的核心。这个算法比较难懂,我目前也没弄懂,这里就不深入了。

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