深度解析二者的区别
一、概念界定
1、分布式
- 分布式系统是指由多个独立的计算机通过网络连接组成的一个整体系统,这些计算机节点在逻辑上是一个整体,它们协同工作以完成共同的任务,分布式数据库系统,它的数据存储在多个不同的节点上,这些节点相互协作,对外提供统一的数据访问接口,在分布式系统中,存在着中心的管理机制或者协调机制,虽然数据和计算任务分布在各个节点,但整体的调度和协调使得系统像是一个有机的整体。
- 以分布式计算为例,大型的计算任务被分割成多个子任务,分发到不同的计算节点上进行计算,然后将结果汇总,像Google的MapReduce框架就是一种典型的分布式计算模型,它将海量数据的处理任务分布到集群中的多个节点,通过Map(映射)和Reduce(归约)操作来高效处理数据。
2、分散式
- 分散式系统强调的是各个组成部分的独立性和自主性,在分散式系统中,各个单元相对独立地运行,没有一个统一的、强中心的控制机制,在一个分散式的能源网络中,各个家庭或小型的能源生产单元(如太阳能板)各自独立地进行能源的生产、存储和使用,它们之间可能存在简单的交互,但没有一个强大的中心机构来全面控制整个能源网络的运行。
- 再比如分散式的管理模式,不同的部门或者团队各自按照自己的规则和目标进行运作,相互之间的联系相对松散,更多是基于平等的信息交换和简单的协作关系,而不是依赖于一个高高在上的管理核心。
二、结构特点
1、分布式系统的结构特点
节点协作紧密:分布式系统中的节点之间有着明确的分工和协作关系,以分布式文件系统(如Ceph)为例,存储节点、元数据节点等相互配合,存储节点负责实际的数据存储,元数据节点管理文件的属性等元数据信息,当客户端请求读取一个文件时,元数据节点先确定文件存储的位置,然后存储节点提供相应的数据,这种协作是高度有序的。
具有全局视图:虽然数据和任务分布在各个节点,但整个系统存在一个相对完整的全局视图,这个全局视图由中心的协调机制维护,例如在分布式缓存系统中,缓存的分布情况、数据的有效性等信息在整体上是可被监控和管理的,以便于系统能够有效地进行数据的缓存替换和一致性维护。
2、分散式系统的结构特点
个体自主性强:分散式系统中的每个单元都有很强的自主性,在分散式的物联网应用场景中,各个物联网设备(如智能传感器)按照自己的程序和设定独立运行,一个温度传感器只负责采集温度数据并在本地进行简单处理(如判断是否超过阈值),它不需要依赖一个强大的中心设备来告诉它怎么做,更多是根据自身的规则运行并与周围设备进行一些松散的信息共享。
缺乏统一控制:分散式系统不存在一个集中的控制中心来对整个系统进行全面的指挥,例如在一些分散式的社交网络中,用户群体形成一个个小的社区,这些社区各自发展,没有一个统一的机构来规定社区的发展方向、内容审核标准等,每个社区根据自己成员的共识来进行管理。
三、数据管理
1、分布式系统的数据管理
数据分布与冗余:分布式系统通常会将数据分布在多个节点上,并且为了提高系统的可靠性和可用性,会采用数据冗余的策略,例如在分布式数据库中,数据可能按照一定的算法(如哈希算法或者范围划分算法)分布在不同的节点上,同时在多个节点上保存相同数据的副本,当某个节点出现故障时,系统可以从其他副本节点获取数据,保证系统的正常运行。
数据一致性维护:由于数据分布在多个节点,分布式系统需要解决数据一致性的问题,常见的一致性模型有强一致性、弱一致性和最终一致性等,以分布式事务处理为例,为了保证在多个节点上的数据操作的一致性,像两阶段提交协议(2PC)或者基于Paxos、Raft算法的分布式共识机制被用来确保数据的正确更新,避免数据的不一致性。
2、分散式系统的数据管理
本地数据为主:分散式系统中,各个单元更多地依赖本地数据,在分散式的农业生产系统中,每个农户可能会有自己的生产数据记录(如种植面积、作物产量等),这些数据主要在本地保存和使用,与其他农户的数据交换相对较少,除非是基于一些简单的市场交易或者经验分享的目的。
数据共享灵活性低:与分布式系统相比,分散式系统的数据共享相对不那么灵活,因为缺乏统一的管理和协调机制,数据在不同单元之间的共享往往受到限制,例如在分散式的科研团队中,各个团队可能都在研究相关的课题,但由于没有统一的平台和规范,数据共享往往需要经过复杂的协商和手动操作,不像分布式系统可以通过统一的接口和协议方便地实现数据共享。
四、应用场景
1、分布式系统的应用场景
大规模数据处理:如在大数据分析领域,分布式系统能够高效地处理海量数据,像Hadoop生态系统中的HDFS(分布式文件系统)和YARN(资源管理框架)配合,能够存储和处理PB级别的数据,企业可以利用分布式系统对用户的行为数据、销售数据等进行深度挖掘,以获取商业价值。
高可靠性服务提供:在云计算服务中,分布式系统被广泛应用于提供高可靠性的服务,亚马逊的AWS云计算平台采用分布式架构,通过在多个数据中心分布计算和存储资源,当某个数据中心出现故障时,其他数据中心可以继续提供服务,保证用户业务的连续性。
2、分散式系统的应用场景
个体主导的领域:在一些以个体或小团体自主创新为主的领域,分散式系统比较适用,比如开源软件社区,各个开发者分散在世界各地,他们根据自己的兴趣和能力参与到开源项目中,没有一个集中的公司或者机构来全面指挥开发过程,而是通过社区的规则和共识来推动项目的发展。
特殊环境下的应用:在一些网络连接不稳定或者缺乏集中管理基础设施的环境中,分散式系统可以发挥作用,例如在偏远山区的小型社区,分散式的能源供应系统(如小型风力发电和太阳能发电装置的组合)可以满足当地居民的基本能源需求,而不需要依赖大型的集中式能源供应网络。
分布式和分散式在概念、结构特点、数据管理和应用场景等方面都存在着明显的区别,理解这些区别有助于在不同的需求和环境下选择合适的系统架构模式。
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