《分布式系统之通信》课件.pptx

分布式系统之通信ppt课件contents目录分布式系统概述分布式系统通信基础分布式系统通信模型分布式系统通信协议分布式系统通信案例分析分布式系统概述01总结词：分布式系统是一种通过网络连接的多个独立计算机系统，能够协同完成共同任务的系统。详细描述：分布式系统是由多个独立的计算机节点组成的，这些节点通过网络进行通信和协调，以实现共同的目标或任务。分布式系统具有以下几个特点分布式系统中的各个节点具有独立性，可以独立运行和更新。节点之间通过网络进行通信和协调，以实现共同的目标或任务。分布式系统能够提供高可用性和可伸缩性，以满足不断增长的计算需求。0102030405分布式系统的定义与特点分布式系统在当今的信息时代具有非常重要的意义，它能够提供高效、可靠、可伸缩的计算服务，满足不断增长的计算需求。总结词随着信息技术的发展，数据和计算量呈现爆炸式增长，传统的集中式计算方式已经无法满足需求。而分布式系统能够将计算任务分散到多个节点上，实现并行计算和分布式存储，大大提高了计算效率和可靠性。此外，分布式系统还具有可伸缩性，能够根据需求动态扩展或缩小计算资源，满足不断变化的应用需求。详细描述分布式系统的重要性 分布式系统的历史与发展总结词分布式系统的发展经历了多个阶段，从早期的网络化计算到云计算和边缘计算，分布式系统的应用场景和形态也在不断变化和发展。详细描述分布式系统的发展可以分为以下几个阶段早期的网络化计算阶段这个阶段主要是基于局域网或广域网的计算机之间的互联互通，实现文件共享、电子邮件等功能。基于Web的分布式系统阶段随着互联网的普及和发展，基于Web的分布式系统逐渐兴起，如电子商务、在线银行等应用。云计算阶段云计算是分布式系统的一个重要发展阶段，它通过虚拟化技术将计算资源（如服务器、存储设备等）集中起来，以服务的形式提供给用户。云计算具有弹性可伸缩、高可用性等特点，被广泛应用于各种领域。边缘计算阶段随着物联网和人工智能技术的快速发展，数据量呈现爆炸式增长，传统的云计算已经难以满足低延迟、高带宽的需求。边缘计算将计算资源向数据源靠近，减少了数据传输的延迟和带宽成本，成为分布式系统的一个重要发展方向。分布式系统的历史与发展分布式系统通信基础02TCP/IP协议是互联网的基础，分布式系统中的各个节点也需要通过TCP/IP协议进行通信。TCP/IP协议包括传输控制协议（TCP）和网络协议（IP），能够提供可靠的、有序的和错误校验的数据传输服务。TCP/IP协议HTTP协议是互联网上应用最广泛的通信协议之一，分布式系统中的节点也可以使用HTTP协议进行通信。HTTP协议是无状态的、基于请求/响应模式的协议，能够提供可靠的数据传输服务。HTTP协议通信协议总线型拓扑总线型拓扑结构中，所有节点都连接在一条总线上，数据传输效率较高，但任何一个节点故障都可能导致整个系统瘫痪。网状拓扑网状拓扑结构中，节点之间的连接是任意的，数据传输路径灵活多样，但实现和维护成本较高。星型拓扑星型拓扑结构中，所有节点都直接与中心节点相连，数据传输路径最短，但可扩展性较差。网络拓扑结构同步传输中，发送方和接收方需要保持同步，即发送方发送数据后需要等待接收方的确认信号。这种方式实时性较好，但效率较低。同步传输异步传输中，发送方发送数据后不需要等待接收方的确认信号，这种方式效率较高，但实时性较差。异步传输流式传输中，数据被连续不断地发送和接收，这种方式适用于大数据量的传输，但实时性较差。流式传输数据传输方式错误校验01通过在数据中添加校验码，接收方可以检测数据是否在传输过程中发生了错误。常见的错误校验算法有奇偶校验、海明码等。重传机制02当接收方发现数据传输错误时，可以通过重传机制要求发送方重新发送数据。重传机制可以提高数据传输的可靠性。流量控制03通过流量控制机制，发送方可以控制发送数据的速率，以避免因发送速率过快导致接收方来不及处理而造成的数据丢失。常见的流量控制算法有滑动窗口协议等。通信质量保障分布式系统通信模型03直接通信点对点通信模型中，发送方和接收方之间建立直接的通信连接。发送方将消息发送给指定的接收方，确保消息的可靠传输。点对点通信模型广播与订阅发布/订阅模型中，发布方将消息发布到一个或多个主题，而订阅了该主题的接收方会收到这些消息。这种模型支持一对多通信，适合于广播和订阅需求。发布/订阅通信模型请求与响应在请求/应答通信模型中，发送方发送一个请求消息给接收方，并等待接收方的响应。这种模型确保了发送方的请求得到处理和响应。请求/应答通信模型异步处理消息队列通信模型中，发送方将消息放入一个队列，接收方从队列中获取并处理这些消息。这种模型支持异步通信，发送方和接收方可以独立地运行和处理。消息队列通信模型分布式系统通信协议04TCP/IP协议网络层和传输层协议，提供可靠的数据传输服务总结词TCP/IP协议是互联网的基础，它分为传输控制协议（TCP）和网络协议（IP）。TCP提供可靠的数据传输服务，通过确认机制、重传机制、流量控制和拥塞控制等手段保证数据的顺序和完整性。IP则负责将数据从一个节点路由到另一个节点，通过IP地址进行标识。详细描述VS应用层协议，用于Web通信详细描述HTTP协议是Web应用中常用的通信协议，它基于请求/响应模型，支持各种类型的请求（GET、POST、PUT、DELETE等），用于获取、创建、修改或删除资源。HTTP协议是明文协议，不提供加密和身份验证功能，通常需要结合SSL/TLS协议进行安全通信。总结词HTTP协议Java远程方法调用协议，实现分布式系统中的对象调用RMI协议是Java平台上的远程方法调用协议，它允许在分布式系统中进行对象调用，使得远程对象像本地对象一样使用。RMI通过序列化机制将对象传递到远程主机，并调用远程方法。RMI提供了良好的可扩展性和跨平台性，但只限于Java平台。总结词详细描述RMI协议总结词分布式协调服务，提供配置管理、同步和分布式系统状态维护功能详细描述Zookeeper协议是ApacheZookeeper项目中的一种分布式协调服务协议，它为分布式系统提供配置管理、同步和分布式系统状态维护功能。Zookeeper通过维护一个有序的目录结构来存储和管理配置信息，并允许客户端进行实时监视和获取数据。Zookeeper广泛应用于分布式系统中的协调和同步操作。Zookeeper协议分布式系统通信案例分析05总结词网络通信、文件同步、高效传详细描述分布式文件系统通过网络通信实现文件同步，确保数据一致性。它采用高效传输协议，如NFS、CIFS等，支持大规模文件存储和高并发访问。案例一：分布式文件系统通信案例二：分布式数据库通信总结词数据一致性、事务处理、跨节点查询详细描述分布式数据库通过复杂的通信机制确保数据一致性，支持跨节点的事务处理和复杂查询。它采用全局事务管理，保证数据完整性和可靠性。任务调度、数据分发、容错处理分布式计算框架如Hadoop、Spark等，通过通信机制实现任务调度、数据分发和容错处理。它们能够处理大规模数据集，提供高效计算能力。案例三：分布式计算框架通信详细描述总结词总结词实时性、低延迟、高吞吐量要点一要点二详细描述分布式实时流处理系统要求通信机制具有实时性、低延迟和高吞吐量。它采用发布/订阅模式或流式处理框架，支持实时数据分析和处理，满足实时业务需求。案例四：分布式实时流处理系统通信THANKYOU感谢观看