Mfumo uliosambazwa kwa ufafanuzi wake rahisi ni kundi la kompyuta zinazofanya kazi pamoja zinazoonekana kama mtumiaji wa mwisho. Mashine hushiriki hali moja, huendeshwa kwa wakati mmoja, na zinaweza kufanya kazi kwa kujitegemea bila kuathiri uppdatering wa mfumo mzima. Ukweli ni kwamba kudhibiti mifumo kama hii ni mada tata iliyojaa mitego.
Muhtasari wa mfumo
Mfumo unaosambazwa huruhusu kushiriki rasilimali (ikiwa ni pamoja na programu) iliyounganishwa kwenye mtandao kwa wakati mmoja.
Mifano ya usambazaji wa mfumo:
- Bunda la kitamaduni. Hifadhidata hizi zimehifadhiwa kwenye mfumo wa faili wa mashine moja. Wakati wowote mtumiaji anataka kupokea habari, anawasiliana moja kwa moja na mashine hii. Ili kusambaza mfumo huu wa hifadhidata, unahitaji kuiendesha kwenye Kompyuta nyingi kwa wakati mmoja.
- Usanifu uliosambazwa.
Mfumo unaosambazwahukuruhusu kuongeza usawa na wima. Kwa mfano, njia pekee ya kushughulikia trafiki zaidi itakuwa kuboresha maunzi ambayo yanaendesha hifadhidata. Hii inaitwa kuongeza wima. Kuongeza wima ni nzuri hadi kiwango fulani, baada ya hapo hata vifaa bora haviwezi kumudu kutoa trafiki inayohitajika.
Kuongeza mlalo kunamaanisha kuongeza kompyuta zaidi, si kusasisha maunzi kwenye moja. Kuongeza wima huongeza utendaji hadi uwezo wa hivi punde wa maunzi katika mifumo iliyosambazwa. Fursa hizi hazitoshi kwa makampuni ya teknolojia yenye mizigo ya wastani hadi nzito. Jambo bora zaidi juu ya kuongeza usawa ni kwamba hakuna mipaka ya saizi. Utendaji unaposhuka, mashine nyingine huongezwa kwa urahisi, ambayo, kimsingi, inaweza kufanywa kwa muda usiojulikana.
Katika kiwango cha ushirika, mfumo wa udhibiti uliosambazwa mara nyingi huhusisha hatua mbalimbali. Katika michakato ya biashara katika maeneo yenye ufanisi zaidi ya mtandao wa kompyuta wa biashara. Kwa mfano, katika usambazaji wa kawaida kwa kutumia mfano wa mfumo wa kusambazwa kwa safu tatu, usindikaji wa data unafanywa kwenye PC kwenye eneo la mtumiaji, usindikaji wa biashara unafanywa kwenye kompyuta ya mbali, na upatikanaji wa database na usindikaji wa data hufanyika kwenye kompyuta tofauti kabisa. ambayo hutoa ufikiaji wa kati kwa biashara nyingi. michakato. Kwa kawaida, aina hii ya kompyuta iliyosambazwahutumia muundo wa mwingiliano wa seva ya mteja.
Kazi Kuu
Kazi kuu za mfumo wa udhibiti uliosambazwa ni pamoja na:
- Uwazi - Fikia picha ya mfumo mmoja bila kuficha eneo, ufikiaji, uhamishaji, upatanishi, kushindwa, kuhamisha, kuendelea na maelezo ya nyenzo kwa watumiaji.
- Uwazi - hurahisisha usanidi na mabadiliko ya mtandao.
- Kutegemewa - Ikilinganishwa na mfumo mmoja wa udhibiti, unapaswa kuwa wa kutegemewa, thabiti na uwe na uwezekano mkubwa wa makosa ya kuficha uso.
- Utendaji - Ikilinganishwa na miundo mingine, miundo iliyosambazwa hutoa nyongeza ya utendakazi.
- Inaweza Kuongezeka - Mifumo hii ya udhibiti iliyosambazwa lazima iwe na ukubwa kulingana na eneo, usimamizi au ukubwa.
Kazi za mifumo ya usambazaji ni pamoja na:
- Usalama ni suala kubwa katika mazingira yanayosambazwa, hasa unapotumia mitandao ya umma.
- Uvumilivu wa makosa - inaweza kuwa ngumu wakati muundo umejengwa kwa vijenzi visivyotegemewa.
- Uratibu na usambazaji wa rasilimali - unaweza kuwa mgumu ikiwa hakuna itifaki sahihi au sera zinazohitajika.
Mazingira ya kompyuta yaliyosambazwa
(DCE) ni kiwango cha tasnia kinachotumika sana kusaidia usambaaji kama huo wa kompyuta. Kwenye mtandao, watoa huduma wengine hutoa huduma za kawaida,inayolingana na mtindo huu.
Gridi computing ni muundo wa kompyuta na usanifu uliosambazwa wa idadi kubwa ya kompyuta zinazohusiana na kutatua tatizo changamano. Katika muundo wa gridi ya kompyuta, seva au kompyuta za kibinafsi hufanya kazi zinazojitegemea na zimeunganishwa kwa urahisi na Mtandao au mitandao ya kasi ya chini.
Mradi mkubwa zaidi wa kompyuta wa gridi ya taifa ni SETI@home, ambapo wamiliki binafsi wa kompyuta hujitolea kutekeleza baadhi ya mizunguko yao ya uchakataji wa kazi nyingi kwa kutumia kompyuta zao kwa mradi wa Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Tatizo hili la kompyuta hutumia maelfu ya kompyuta kupakua na kutafuta data ya darubini ya redio.
Mojawapo ya matumizi ya kwanza ya kompyuta ya gridi ya taifa ilikuwa kuvunja msimbo wa kriptografia na kikundi ambacho sasa kinajulikana kama distributed.net. Kikundi hiki pia kinaelezea muundo wao kama kompyuta iliyosambazwa.
Kuongeza hifadhidata
Kueneza habari mpya kutoka kwa bwana hadi mtumwa hakufanyiki mara moja. Kwa kweli, kuna dirisha la wakati ambalo unaweza kupata habari zilizopitwa na wakati. Ikiwa sivyo, utendakazi wa uandishi ungeathiriwa, kwani mifumo iliyosambazwa ingelazimika kungoja kwa usawa ili data ieneze. Wanakuja na maelewano machache.
Kwa kutumia mbinu ya hifadhidata ya watumwa, inawezekana kupunguza trafiki ya kusoma kwa kiasi fulani. Kuna chaguzi nyingi hapa. Lakini unahitaji tu kugawanya trafiki ya kuandika katika kadhaaseva kwa sababu haiwezi kuishughulikia. Njia moja ni kutumia mkakati wa urudufishaji wa mifumo mingi. Huko, badala ya watumwa, kuna nodi kuu kadhaa zinazounga mkono kusoma na kuandika.
Njia nyingine inaitwa sharding. Pamoja nayo, seva imegawanywa katika seva kadhaa ndogo, zinazoitwa shards. Shards hizi zina viingilio tofauti, sheria zinaundwa kuhusu ni maingizo gani yanaingia kwenye shard gani. Ni muhimu sana kuunda sheria hiyo kwamba data inasambazwa sawasawa. Mbinu inayowezekana kwa hili ni kufafanua masafa kulingana na baadhi ya taarifa za rekodi.
Ufunguo huu wa shard unapaswa kuchaguliwa kwa uangalifu sana, kwani mzigo sio sawa kila wakati na besi za safu wima holela. Shard pekee ambayo hupata maombi zaidi kuliko wengine inaitwa hotspot, na wanajaribu kuizuia kuunda. Baada ya kugawanywa, data ya urekebishaji inakuwa ghali sana na inaweza kusababisha wakati wa kupungua.
Algoriti za makubaliano ya hifadhidata
DB ni vigumu kutekeleza katika mifumo ya usalama iliyosambazwa kwa sababu zinahitaji kila nodi kujadili ukatishaji sahihi au kuchukua hatua. Ubora huu unajulikana kama makubaliano na ni tatizo la msingi katika kujenga mfumo wa usambazaji. Kufikia aina ya makubaliano yanayohitajika kwa tatizo la "kujitolea" ni rahisi ikiwa michakato inayohusika na mtandao ni ya kuaminika kabisa. Walakini, mifumo halisi iko chini ya idadi yauwezekano wa kushindwa kwa michakato ya mtandao, ujumbe uliopotea, mbovu au unaorudiwa.
Hii inaleta tatizo na haiwezekani kuhakikisha kwamba makubaliano sahihi yatafikiwa ndani ya muda mfupi kwenye mtandao usiotegemewa. Katika mazoezi, kuna algorithms ambayo hufikia makubaliano badala ya haraka katika mtandao usioaminika. Cassandra hutoa miamala nyepesi kupitia matumizi ya algoriti ya Paxos kwa makubaliano yaliyosambazwa.
Kompyuta iliyosambazwa ndiyo ufunguo wa uchakataji mkubwa wa data ambao umetumika katika miaka ya hivi majuzi. Ni njia ya kuvunja kazi kubwa, kama vile rekodi bilioni 100 zilizokusanywa, ambazo hakuna kompyuta moja inayoweza kufanya chochote peke yake, katika kazi nyingi ndogo ambazo zinaweza kutoshea kwenye mashine moja. Msanidi hugawanya kazi yake kubwa kuwa nyingi ndogo, huitekeleza kwenye mashine nyingi sambamba, kukusanya data ipasavyo, kisha tatizo asili litatatuliwa.
Mbinu hii hukuruhusu kuongeza ukubwa kwa mlalo - kunapokuwa na kazi kubwa, ongeza nodi zaidi kwenye hesabu. Majukumu haya yametekelezwa kwa miaka mingi na muundo wa programu wa MapReduce unaohusishwa na utekelezaji wa uchakataji sambamba na kutoa seti kubwa za data kwa kutumia algoriti iliyosambazwa kwenye nguzo.
Kwa sasa, MapReduce imepitwa na wakati kwa kiasi na huleta matatizo fulani. Usanifu mwingine umeibuka ambao unashughulikia maswala haya. Yaani, Usanifu wa Lambda kwa kusambazwamifumo ya usindikaji wa mtiririko. Maendeleo katika eneo hili yameleta zana mpya: Mikondo ya Kafka, Apache Spark, Apache Storm, Apache Samza.
Mifumo ya kuhifadhi na urudufishaji faili
Mifumo ya faili zinazosambazwa inaweza kuchukuliwa kuwa hifadhi za data zinazosambazwa. Hii ni sawa na dhana - kuhifadhi na kufikia kiasi kikubwa cha data kwenye kundi la mashine ambazo ni huluki moja. Kawaida zinaendana na Distributed Computing.
Kwa mfano, Yahoo inajulikana kwa kuendesha HDFS kwenye zaidi ya nodi 42,000 ili kuhifadhi petabytes 600 za data tangu 2011. Wikipedia inafafanua tofauti katika mifumo ya faili iliyosambazwa inaruhusu ufikiaji wa faili kwa kutumia miingiliano na semantiki sawa na faili za ndani, badala ya kupitia API maalum kama vile Lugha ya Maswali ya Cassandra (CQL).
Mfumo wa Faili Zilizosambazwa za Hadoop (HDFS) ni mfumo unaotumika kuweka kompyuta kwenye miundombinu ya Hadoop. Kwa kuenea, hutumiwa kuhifadhi na kunakili faili kubwa (saizi ya GB au TB) kwenye mashine nyingi. Usanifu wake unajumuisha zaidi Nodi za Majina na Nodi za Data.
NameNodes ina jukumu la kuhifadhi metadata kuhusu nguzo, kama vile nodi ipi iliyo na vizuizi vya faili. Wanafanya kazi kama waratibu wa mtandao, wakitafuta mahali pazuri pa kuhifadhi na kunakili faili, kufuatilia afya ya mfumo. DataNode huhifadhi faili tu na kutekeleza maagizo kama vile urudufu wa faili, uandishi mpya, nawengine.
Haishangazi, HDFS hutumiwa vyema na Hadoop kwa kompyuta, kwa kuwa hutoa ufahamu wa taarifa za kazi. Kazi zilizoainishwa huendeshwa kwenye nodi zinazohifadhi data. Hii hukuruhusu kutumia eneo la data - huongeza hesabu na kupunguza kiwango cha trafiki kwenye mtandao.
Mfumo wa Faili za Interplanetary (IPFS) ni itifaki/mtandao mpya wa kusisimua wa programu-jalizi ya mfumo wa faili unaosambazwa. Kwa kutumia teknolojia ya Blockchain, inajivunia usanifu uliogatuliwa kikamilifu bila mmiliki mmoja au hatua ya kushindwa.
IPFS inatoa mfumo wa kutaja (sawa na DNS) unaoitwa IPNS na huwaruhusu watumiaji kupata maelezo kwa urahisi. Inahifadhi faili kupitia toleo la kihistoria, kama vile Git hufanya. Hii inaruhusu ufikiaji wa hali zote za awali za faili. Bado inapitia maendeleo makubwa (v0.4 wakati wa kuandika) lakini tayari imeona miradi inayotaka kuijenga (FileCoin).
Mfumo wa ujumbe
Mifumo ya ujumbe hutoa eneo la kati la kuhifadhi na kusambaza ujumbe ndani ya mfumo wa pamoja. Zinakuruhusu kutenganisha mantiki ya programu kutoka kwa mawasiliano ya moja kwa moja na mifumo mingine.
Kiwango kinachojulikana - Kundi la LinkedIn la Kafka lilichakata ujumbe trilioni 1 kwa siku na kilele cha ujumbe milioni 4.5 kwa sekunde.
Kwa maneno rahisi, mfumo wa kutuma ujumbe hufanya kazi kama hii:
- Ujumbeiliyopitishwa kutoka kwa programu ambayo inaweza kuiunda, inayoitwa mzalishaji, huenda kwenye jukwaa, na kusomwa kutoka kwa programu nyingi, zinazoitwa watumiaji.
- Iwapo unahitaji kuhifadhi tukio fulani katika sehemu nyingi, kama vile kuunda mtumiaji kwa hifadhidata, hifadhi, huduma ya kutuma barua pepe, basi jukwaa la ujumbe ndilo njia safi zaidi ya kusambaza ujumbe huo.
Kuna mifumo kadhaa maarufu ya ujumbe wa hali ya juu.
RabbitMQ ni wakala wa ujumbe unaokuruhusu kurekebisha vyema udhibiti wa njia zao kwa kutumia kanuni za uelekezaji na vigezo vingine vinavyoweza kusanidiwa kwa urahisi. Inaweza kuitwa "smart" broker kwa sababu ina mantiki nyingi na inafuatilia kwa karibu ujumbe unaopitia. Hutoa chaguo za AP na CPs kutoka CAP.
Kafka ni wakala wa ujumbe ambao haufanyi kazi kidogo kwa vile haifuatilii ni barua pepe zipi zimesomwa na hairuhusu mantiki changamano ya uelekezaji. Inasaidia kufikia utendakazi wa kushangaza na inawakilisha ahadi kubwa zaidi katika nafasi hii kwa uundaji amilifu wa mifumo iliyosambazwa na jumuiya ya chanzo huria na usaidizi wa timu ya Confluent. Kafka ni maarufu zaidi kwa makampuni ya teknolojia ya juu.
Programu za Mwingiliano wa Mashine
Mfumo huu wa usambazaji ni kundi la kompyuta zinazofanya kazi pamoja ili kuonekana kama kompyuta tofauti kwa mtumiaji wa mwisho. Mashine hizi ziko katika hali ya jumla, zinafanya kaziwakati huo huo na inaweza kufanya kazi kwa kujitegemea bila kuathiri uppdatering wa mfumo mzima.
Ikiwa utazingatia hifadhidata kama inavyosambazwa, ikiwa tu nodi zinaingiliana ili kuratibu vitendo vyake. Katika kesi hii ni kitu kama programu inayoendesha msimbo wake wa ndani kwenye mtandao wa kati-kwa-rika na inaainishwa kama programu iliyosambazwa.
Mifano ya programu kama hizi:
- Inayojulikana Scale - BitTorrent inakusanya nodi 193,000 za kipindi cha Game of Thrones.
- Teknolojia ya msingi ya rejista ya mifumo iliyosambazwa ya Blockchain.
K
Kiwango kinachojulikana - mtandao wa Ethereum - ulikuwa na miamala milioni 4.3 kwa siku tarehe 4 Januari 2018. Wanatumia mchoro wa Upataji wa Matukio, unaokuruhusu kurejesha hali ya hifadhidata wakati wowote.
Blockchain ni teknolojia ya sasa inayotumika kwa leja zinazosambazwa na kuashiria mwanzo wao. Ubunifu huu mpya na mkubwa zaidi katika nafasi iliyosambazwa ulitengeneza itifaki ya malipo ya kwanza iliyosambazwa kikweli, bitcoin.
Blockchain ni leja iliyosambazwa yenye orodha iliyoagizwa ya miamala yote ambayo imewahi kufanyika kwenye mtandao wake. Ofa zimewekwa katika vikundi na kuhifadhiwa katika vizuizi. Blockchain nzima kimsingi ni orodha iliyounganishwa ya vitalu. Vitalu Vilivyoainishwani ghali kuunda na zimeunganishwa kwa kila mmoja kupitia cryptography. Kwa ufupi, kila kizuizi kina heshi maalum (ambayo huanza na nambari ya X ya sufuri) ya yaliyomo kwenye kizuizi cha sasa (katika mfumo wa mti wa Merkle) pamoja na heshi ya kizuizi kilichopita. Hashi hii inahitaji nguvu nyingi za CPU.
Mifano ya mifumo ya uendeshaji iliyosambazwa
Aina za mfumo huonekana kwa mtumiaji kwa sababu ni mifumo ya mtumiaji mmoja. Wanashiriki kumbukumbu zao, diski, na mtumiaji hana shida kupitia data. Mtumiaji huhifadhi kitu kwenye Kompyuta yake na faili huhifadhiwa katika sehemu nyingi, yaani, kompyuta zilizounganishwa ili data iliyopotea iweze kurejeshwa kwa urahisi.
Mifano ya mifumo ya uendeshaji iliyosambazwa:
- Windows Server 2003;
- Windows Server 2008;
- Windows Server 2012;
- UbuntuLinux (Seva ya Apache).
Iwapo kompyuta yoyote itaongezeka zaidi, yaani, ikiwa maombi mengi yatabadilishwa kati ya Kompyuta binafsi, hivi ndivyo usawazishaji wa upakiaji hutokea. Katika kesi hii, maombi yanaenezwa kwa PC ya jirani. Ikiwa mtandao unakuwa zaidi ya kubeba, basi inaweza kupanuliwa kwa kuongeza mifumo zaidi kwenye mtandao. Faili na folda za mtandao husawazishwa na kanuni za majina hutumika ili kusiwe na hitilafu zinazotokea data inaporejeshwa.
Kuhifadhi akiba pia hutumika wakati wa kubadilisha data. Kompyuta zote hutumia nafasi sawa ya majina kutaja faili. Lakinimfumo wa faili ni halali kwa kila kompyuta. Ikiwa kuna masasisho ya faili, imeandikwa kwa kompyuta moja na mabadiliko yanaenezwa kwa kompyuta zote, kwa hivyo faili inaonekana sawa.
Faili hufungwa wakati wa mchakato wa kusoma/kuandika, kwa hivyo hakuna makataa kati ya kompyuta tofauti. Vipindi pia hutokea, kama vile kusoma, kuandika faili katika kipindi kimoja na kufunga kipindi, na kisha mtumiaji mwingine anaweza kufanya vivyo hivyo na kadhalika.
Faida za kutumia
Mfumo wa uendeshaji ulioundwa ili kurahisisha maisha ya kila siku ya watu. Kwa manufaa na mahitaji ya mtumiaji, mfumo wa uendeshaji unaweza kuwa mtumiaji mmoja au kusambazwa. Katika mfumo wa rasilimali uliosambazwa, kompyuta nyingi zimeunganishwa na kushiriki rasilimali zao.
Faida za kufanya hivi:
- Ikiwa Kompyuta moja katika mfumo kama huo ni mbovu au imeharibika, basi nodi nyingine au kompyuta italishughulikia.
- Nyenzo zaidi zinaweza kuongezwa kwa urahisi.
- Nyenzo kama vile vichapishi vinaweza kuhudumia kompyuta nyingi.
Huu ni muhtasari kuhusu mfumo wa usambazaji, kwa nini unatumika. Baadhi ya mambo muhimu ya kukumbuka: ni magumu na yamechaguliwa kwa kiwango na bei na ni vigumu kufanya kazi nayo. Mifumo hii inasambazwa katika makundi kadhaa ya hifadhi: kompyuta, faili na mifumo ya ujumbe, rejista, maombi. Na haya yote ni ya juujuu tu kuhusu mfumo changamano wa taarifa.
