Компоненти та властивості розподілених систем

Розглянемо вузли, мережеві взаємодії, реплікацію, масштабування та джерела складності розподілених систем.

Що таке розподілена система

Розподілена система — це система, компоненти якої працюють на кількох незалежних комп’ютерах і взаємодіють через мережу.

Для користувача така система може виглядати як один застосунок. Насправді запит може пройти через кілька компонентів:

text

Клієнт → сервер застосунку → база даних
                    ↘
                     сервіс повідомлень

Кожен компонент може працювати на окремому сервері або в окремому контейнері.

Приклади розподілених систем:

вебзастосунок із кількома серверами;
база даних із репліками;

text

Сервіс замовлень ── запит на оплату ──> Сервіс оплати
Сервіс замовлень <─ результат операції ─ Сервіс оплати

javascript

class Replica {
  constructor(name) {
    this.name = name;
    this.data = new Map();
  }

  write(key, value) {
    this.data.set(key, value);
  }

  read(key) {
    return this.data.get(key);
  }

  receive(message) {
    this.write(message.key, message.value);
  }
}

const primary = new Replica("primary");
const secondary = new Replica("secondary");
const messages = [];

function writeToPrimary(key, value) {
  primary.write(key, value);

  // Імітуємо асинхронну доставку оновлення репліці
  messages.push({
    target: secondary,
    key,
    value
  });
}

function deliverMessages() {
  while (messages.length > 0) {
    const message = messages.shift();
    message.target.receive(message);
  }
}

writeToPrimary("order:42", "paid");

console.log("Основний вузол:", primary.read("order:42"));
console.log("Репліка до синхронізації:", secondary.read("order:42"));

deliverMessages();

console.log("Репліка після синхронізації:", secondary.read("order:42"));

Компоненти та властивості розподілених систем

Що таке розподілена система

Основні компоненти

Вузли

Мережа

Сховище даних

Клієнти

Мережеві взаємодії

Тайм-аути

Повторні спроби

Реплікація

Синхронна реплікація

Асинхронна реплікація

Приклад затримки реплікації

Масштабування

Вертикальне масштабування

Горизонтальне масштабування

Реплікація та масштабування — не одне й те саме

Джерела складності

Часткові відмови

Затримки

Узгодженість даних

Порядок подій

Спостережуваність

Як мислити про розподілену систему

Типові помилки

Вважати мережу надійною

Вважати репліки миттєво однаковими

Безумовно повторювати всі запити

Додавати вузли без плану розподілу

Ігнорувати часткові відмови

Підсумок