• Taqsimlangan tizim mustaqil tarmoqqa ulangan kompyuterlarda ishlaydigan dasturiy komponentlarning o'zaro ta'siri va sinxronizatsiyasi xabarlarni uzatish orqali amalga oshiriladigan tizim

Masshtablilik

Umuman olganda, miqyoslilik hisoblash tizimining foydalanuvchilar soni yoki qo'llab-quvvatlanadigan resurslarning ko'payishi bilan ishlash samaradorligini yo'qotmasdan va uni boshqarish uchun ma'muriy yukni oshirmasdan samarali kurashish qobiliyati sifatida aniqlanadi. Tizim yangi apparat qo'shilganda o'z unumdorligini oshirishga qodir bo'lsa, u miqyosli deb ataladi. Boshqacha qilib aytganda, miqyoslilik deganda tizimning yuklanishi ortishi bilan birga o'sish qobiliyati tushuniladi.

Agar ular og'ir yuk ostida ishlashga to'g'ri kelsa, masshtablilik hisoblash tizimlarining muhim xususiyati hisoblanadi, chunki bu noldan boshlash va mutlaqo yangi axborot tizimini yaratish shart emasligini anglatadi. Agar siz kengaytiriladigan tizimga ega bo'lsangiz, ko'proq apparat qo'shish orqali bir xil dasturiy ta'minotni saqlab qolishingiz mumkin.
Taqsimlangan tizimlar uchun odatda ularning masshtabini tavsiflovchi bir nechta parametrlar ajratiladi: foydalanuvchilar soni va tizimni tashkil etuvchi komponentlar soni, tizimning tarmoq kompyuterlarining bir-biridan hududiy uzoqlik darajasi va ma'muriy tashkilotlarning soni. taqsimlangan tizimning qismlari. Shunday qilib, taqsimlangan tizimlarning miqyosi tegishli sohalarda ham aniqlanadi:
• Yuklash miqyosi. Mavjud apparat komponentlarini yanada kuchliroqlari bilan almashtirish yoki yangi apparat qo'shish orqali tizimning yuk ortib borayotgan ish faoliyatini oshirish qobiliyati. Bunday holda, umumiy samaradorlikni oshirish uchun tizimning har bir komponentining ishlashini oshirishning birinchi holati vertikal masshtablash deb ataladi, ikkinchisi esa taqsimlangan tarmoq kompyuterlari (serverlari) sonining ko'payishida ifodalanadi. tizimi, gorizontal masshtablash deyiladi.
• Geografik masshtablilik. Tizimning asosiy xususiyatlarini, masalan, unumdorlik, foydalanish qulayligi va foydalanish qulayligini saqlab qolish qobiliyati, uning tarkibiy qismlarini geografik jihatdan ko'proq mahalliydan ko'proq taqsimlangangacha taqsimlash.
• Ma'muriy kengayish imkoniyati. Bu bitta taqsimlangan tizim qismlariga xizmat ko'rsatadigan ma'muriy mustaqil tashkilotlar sonining ko'payishi bilan tizimni boshqarishning qulayligini tavsiflaydi.
-Masshtablashdagi qiyinchiliklar. Masshtabli tizimlarni qurish keng ko'lamli muammolarni hal qilishni o'z ichiga oladi va ko'pincha markazlashtirilgan xizmatlar, ma'lumotlar va hisoblash tizimlarida amalga oshirilgan algoritmlarning cheklovlariga duch keladi. Ya'ni, ko'pgina xizmatlar yagona jarayon sifatida amalga oshirilishi va faqat bitta kompyuterda (serverda) ishlashi mumkinligi ma'nosida markazlashtirilgan.
Ushbu yondashuv bilan bog'liq muammo shundaki, xizmatdan foydalanadigan foydalanuvchilar yoki ilovalar soni ortib borishi bilan u ishlaydigan server muammoga aylanadi va umumiy ish faoliyatini cheklaydi. Agar biz bunday serverning sig'imini cheksiz oshirish imkoniyatini (vertikal masshtabni) nazarda tutsak ham, uni taqsimlangan tizim komponentlarining qolgan qismi bilan bog'laydigan aloqa liniyalarining o'tkazish qobiliyati cheklovchi omil bo'ladi.
Xuddi shunday, ma'lumotlarni markazlashtirish markazlashtirilgan ishlov berishni talab qiladi, natijada bir xil cheklovlar mavjud. Markazlashtirilmagan yondashuvning afzalliklariga misol qilib, bugungi kunda eng katta taqsimlangan nomlash tizimlaridan biri bo'lgan Domen nomlari xizmati (DNS) hisoblanadi.
DNS xizmati birinchi navbatda domen nomidan IP manzillarni qidirish uchun ishlatiladi va butun dunyo bo'ylab kompyuterlardan millionlab so'rovlarni bajaradi. Shu bilan birga, taqsimlangan DNS ma'lumotlar bazasi ma'lum bir protokol yordamida o'zaro aloqada bo'lgan DNS-serverlar ierarxiyasi yordamida saqlanadi. Agar barcha DNS ma'lumotlari bitta serverda markazlashtirilgan holda saqlangan bo'lsa va domen nomini talqin qilish uchun har bir so'rov ushbu serverga yuborilsa, bunday tizimdan global miqyosda foydalanish mumkin bo'lmaydi.
Alohida-alohida, markazlashtirilgan algoritmlardan foydalanish natijasida yaratilgan cheklovlarni ta'kidlash kerak. Gap shundaki, ularning ishi uchun markazlashtirilgan algoritmlar barcha kiritilgan ma'lumotlarni olishni talab qiladi va shundan keyingina ular ustida tegishli operatsiyalarni bajaradilar va shundan keyingina natijalarni barcha manfaatdor tomonlarga tarqatadilar.
. Shu nuqtai nazardan markazlashtirilgan algoritmlardan foydalanish muammolari yuqorida ko'rib chiqilgan xizmatlar va ma'lumotlarni markazlashtirish muammolariga tengdir. Shuning uchun yaxshi miqyoslilikka erishish uchun bir xil algoritm qismlarini mustaqil jarayonlar tomonidan parallel ravishda bajarilishini ta'minlaydigan taqsimlangan algoritmlardan foydalanish kerak. Markazlashtirilgan algoritmlardan farqli o'laroq, taqsimlangan algoritmlar quyidagi xususiyatlarga ega, ular aslida ularning dizayni va amalga oshirilishini sezilarli darajada murakkablashtiradi:
• Global davlat haqidagi bilimlarning etishmasligi. Yuqorida aytib o'tilganidek, markazlashtirilgan algoritmlar butun tizimning holati to'g'risida to'liq ma'lumotga ega va keyingi harakatlarni aniqlaydi. hozirgi holatidan. O'z navbatida, taqsimlangan algoritmning bir qismini amalga oshiradigan har bir jarayon faqat o'z holatiga to'g'ridan-to'g'ri kirish huquqiga ega, lekin butun tizimning global holatiga emas.
Shunga ko'ra, jarayonlar faqat mahalliy ma'lumotlar asosida qaror qabul qiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, har bir jarayon taqsimlangan tizimdagi boshqa jarayonlarning holati to'g'risida ma'lumotni faqat kiruvchi xabarlardan olishi mumkin va bu ma'lumot olish vaqtida eskirgan bo'lishi mumkin. Xuddi shunday holat astronomiyada ham uchraydi: o'rganilayotgan ob'ekt (yulduz/galaktika) haqidagi bilim yorug'lik va boshqa elektromagnit nurlanishlar asosida shakllanadi va bu nurlanish ob'ektning o'tmishdagi holati haqida tasavvur beradi. Masalan, besh ming yorug'lik yili masofasida joylashgan ob'ekt haqidagi bilimlar besh ming yilga eskirgan.
• Umumiy umumiy vaqtning yo'qligi. Markazlashtirilgan algoritmning bajarilishini tashkil etuvchi hodisalar to'liq tartiblangan: har qanday hodisa juftligi uchun ulardan biri ikkinchisidan oldin sodir bo'lgan deb aytish mumkin. Tarqalgan algoritmni bajarayotganda, barcha jarayonlar uchun umumiy vaqt yo'qligi sababli, hodisalarni to'liq tartiblangan deb hisoblash mumkin emas: ba'zi bir juft hodisalar uchun ularning qaysi biri ikkinchisidan oldin sodir bo'lganligini, boshqalari uchun - yo'qligini aytishimiz mumkin.
• Determinizmning yo'qligi. Markazlashtirilgan algoritm ko'pincha ob'ektni dastlabki holatdan yakuniy holatga o'tkazish jarayonini tavsiflovchi qat'iy deterministik harakatlar ketma-ketligi sifatida aniqlanadi. Shunday qilib, agar biz bir xil kiritilgan ma'lumotlar to'plami bilan bajarish uchun markazlashtirilgan algoritmni ishga tushirsak, biz bir xil natijani va holatdan holatga o'tishning bir xil ketma-ketligini olamiz. O'z navbatida, taqsimlangan algoritmning bajarilishi turli va noma'lum tezlikdagi jarayonlarning mustaqil bajarilishi, shuningdek, ular orasidagi xabarlarni uzatishda tasodifiy kechikishlar tufayli deterministik emas. Shu sababli, global holat tushunchasi taqsimlangan tizimlar uchun aniqlanishi mumkinligiga qaramay, taqsimlangan algoritmning bajarilishini faqat cheklangan darajada bir global holatdan ikkinchisiga o'tish deb hisoblash mumkin, chunki xuddi shu algoritm uchun bajarilishi global holatlarning boshqa ketma-ketligi bilan tavsiflanishi mumkin. Bunday muqobil ketma-ketliklar odatda boshqa global davlatlardan iborat va shuning uchun buni aytishdan ma'no yo'q taqsimlangan algoritmni bajarish jarayonida ma'lum bir holatga erishilishi.
• Xatolarga chidamlilik. Jarayonlar yoki aloqa kanallarining birortasidagi nosozliklar taqsimlangan algoritmning buzilishiga olib kelmasligi kerak.
Geografik masshtablilik turli yondashuvlarni talab qiladi. Lokal tarmoqlar uchun moʻljallangan koʻplab taqsimlangan tizimlarning geografik miqyosdagi zaifligining asosiy sabablaridan biri ularning sinxron aloqa tamoyiliga asoslanganligidir. Bunday aloqada, ba'zi server xizmatlariga qo'ng'iroq qiluvchi mijoz javob olinmaguncha bloklanadi. Bu jarayonlar o'rtasidagi aloqa foydalanuvchi uchun tez va shaffof bo'lganda yaxshi ishlaydi. Biroq, global tizimda masofaviy xizmatga kirishning kechikishi oshgani sayin, bu yondashuv kamroq jozibador bo'lib qoladi va ko'pincha mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas.
Geografik miqyosga erishishdagi yana bir qiyinchilik shundaki, WAN aloqalari o'z-o'zidan ishonchli emas va jarayonlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir deyarli har doim nuqtadan nuqtaga bo'ladi. O'z navbatida, mahalliy tarmoqlarda aloqa juda ishonchli bo'lib, translyatsiya xabarlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi, bu esa tarqatilgan ilovalarni ishlab chiqishni sezilarli darajada osonlashtiradi. Misol uchun, agar jarayon ma'lum bir xizmatni taqdim etuvchi boshqa jarayonning manzilini aniqlashi kerak bo'lsa, u faqat mahalliy tarmoqlarda jarayondan unga javob berishni so'rab translyatsiya xabarini yuborishi kerak.
Barcha jarayonlar ushbu xabarni qabul qiladi va qayta ishlaydi. Lekin faqat so'ralgan xizmatni taqdim etish jarayoni javob xabarida uning manzilini ko'rsatish orqali so'rovga javob beradi. Shubhasiz, bunday o'zaro ta'sir tarmoqni haddan tashqari yuklaydi va uni global tarmoqlarda ishlatish haqiqiy emas.