分布式系统的特征和优缺点

分布式系统的定义

分布式系统是多个处理机通过通信线路互连而构成的松散耦合的系统。从系统中某台处理机看来，其余的处理机和相应的资源都是远程的，只有它自己的资源才是本地的。至今，对分布式系统的定义尚未形成统一的见解。

一般认为，分布式系统应具有以下4个特征：

（1）、分布性

分布式系统由多台计算机组成，它们在地域上是分散的，可以散布在一个单位、一个城市、一个国家甚至全球范围。整个系统的功能是分散在各个节点上实现的，因而分布式系统具有数据处理的分布性。

（2）、自治性

分布式系统中的各个节点都包含自己的处理机和内存，各自具有独立的处理数据的功能。通常，彼此在地位上是平等的，无主次之分，既能自治地进行工作，又能利用共享的通信线路来传送信息，协调任务处理。

（3）、并行性

一项大的任务可以划分为若干子任务，分别在不同的主机上执行。

（4）、全局性

分布式系统中必须存在一个单一的、全局的进程通信机制，使得任何一个进程都能与其他进程通信，并且不区分本地通信与远程通信，还应当有全局的保护机制。系统中所有机器上有统一的系统调用集合，它们必须适应分布式的环境。在所有CPU上运行同样的内核，使协调工作更加容易。

分布式系统的优点

（1）资源共享

若干不同的节点通过通信网络彼此互联，一个节点上的用户可以使用其他节点上的资源，如分布式系统允许设备共享，使众多用户共享昂贵的外部设备，如彩色打印机；允许数据共享，使众多用户访问共用的数据库；可以共享远程文件，使用远程特有的硬件设备（如高速阵列处理器），以及执行其他操作。

（2）加快计算速度

如果一个特定的计算任务可以划分成若干并行运行的子任务，那么可把这些子任务分散到不同的节点上，它们同时在这些节点上运行，从而加快计算速度。另外，分布式系统具有计算迁移功能，如果某个节点上的负载太重，可把其中一些作业移到其他节点去执行，从而减轻该节点的负载。这种作业迁移称做负载平衡。

（3）可靠性高

分布式系统具有高可靠性。如果其中某个节点失效了，那么其余的节点可以继续操作，整个系统不会因为一个或少数几个节点的故障而全体崩溃。分布式系统有很好的容错性能。

系统必须能够检测节点的故障，采取适当的手段使它从故障中恢复过来。系统确定故障所在的节点后，就不再利用它来提供服务，直至其恢复正常工作为止。如果失效节点的功能可由其他节点完成，则系统必须保证功能转移的正确实施。当失效节点被恢复或者修复时，系统必须把它平滑地集成到系统中。

（4）方便快捷的通信

分布式系统中各节点通过一个通信网络互连在一起。通信网络由通信线路、调制解调器及通信处理器等组成，不同节点的用户可以方便地交换信息。在低层，系统间利用传递消息的方式进行通信，这类似于单CPU系统中的消息机制。单独系统中所有高层的消息传递功能都可以在分布式系统中实现，如文件传递、登录、邮件、Web浏览及远程过程调用（RPC）。

分布式系统实现节点间的远距离通信，为人与人之间的信息交流提供很大方便。不同地区的人们可以共同完成一个项目，通过传送项目文件，远程登录进入对方系统来运行程序，发送电子邮件等，协调彼此的工作。

分布式系统的缺点

主要是可用软件不足，系统软件、编程语言、应用程序以及开发工具都相对很少；

还存在通信网络饱和或信息丢失和网络安全问题，方便的数据共享同时意味着机密数据容易被窃取。

分布式系统存在这些潜在的问题，但其优点远大于缺点，而且这些缺点也正得到克服。

另外从用户看来，它是一个普通的集中式操作系统，提供强大的功能，使用户可用透明的方式访问系统内的远程资源。分布式操作系统实施系统整体控制，对分布在各节点上的资源进行统一管理，并且支持对远程进程的通信协议。
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