第1章 分布式系统概论
独立计算机集合对用户呈现为单一系统：应用类型、设计目标、关键技术，以及软件与系统体系结构。
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1. 知识点论述
「1 分布式系统概论」合并讲解原 1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6 等内容，属于《分布式计算系统》系统概论部分。建立分布式系统的整体图景：定义、目标、结构与技术地图。本章目标是建立分布式系统的整体认识：独立节点如何呈现为单一系统，以及透明性、结构与关键技术如何为后续各章铺路。
3. 知识点详解
- 【1.1 概念与演进】
- 定义：若干独立计算机的集合，用户感觉在使用一台计算机。
- 硬件上各机自主，不共享内存；软件上追求单一系统映像。
- 从集中式到分布式的驱动力：高性能 PC、LAN/WAN、Wi-Fi、4G/5G。
- 超级计算机与集群说明：算力可以来自大量节点协同，而不只来自单机。
- 【1.2 应用与类型】
- 应用：WWW、云计算、物联网、区块链。
- 类型：分布式计算系统：把计算分到多机。；分布式信息系统：跨组织的信息集成。；数据密集型系统：数据量本身成为系统设计中心。；分布式普适系统：嵌入环境、移动和感知。
- 【1.3 设计目标】
- 透明性：访问：屏蔽数据表示和访问方法差异。；位置：用户不必知道资源在哪。；迁移：资源移动不影响名字。；重定位：使用过程中资源仍可移动。；复制：用户看不见多副本。；并发：多用户共享时仍像独占。；故障：屏蔽恢复过程。
- 开放性：标准接口和协议，便于互操作与替换实现。
- 可伸缩性瓶颈：集中式服务、集中式数据、集中式算法。
- 同时要求可靠性、安全性与高性价比。
- 【1.4 关键技术】
- 任务调度、通信、命名与定位、同步、复制、容错、安全。
- 这些技术分别对应后面各章，本章只建立地图。
- 【1.5 软件体系结构】
- 构件与连接器：构件完成计算，连接器完成交互。
- 分层：上层依赖下层，如界面、处理算法、数据存储。
- 对象：封装状态与方法，远程方法调用是连接器。
- 数据中心：构件通过共享存储协作，适合数据密集型计算。
- 事件驱动：事件总线上的发布/订阅，双方时间解耦。
- 资源型：用 URI 和标准操作访问资源，如 REST。
- 【1.6 系统体系结构】
- 中心化：多层客户机/服务器，易管理，有单点。
- 去中心化 P2P：中心化 P2P：索引入口集中，数据可以分散。；有结构 P2P：覆盖网有确定拓扑，便于定位。；无结构 P2P：邻居随机，查找靠洪泛或随机走。；分层 P2P：超级节点承担更多路由。
- 混合型：C/S 的可管理性加上 P2P 的扩展性。
4. 应用场景
- 用集群替代单机超级计算机完成科学计算或大数据分析。
- 搜索引擎、电商后台把千万用户请求分到多台服务器。
- 课程后续各章都以“独立节点 + 单一系统感”为出发点。
- WWW/CDN：内容分布在全球节点。
- 云平台：按需租用计算与存储。
- 物联网与区块链：设备侧采集、链上多方协作。
- 微服务调用时无需关心对方机器地址（位置透明）。
- 多活机房切换时业务尽量无感（故障/迁移透明）。
- 开放 API 与标准协议便于多语言客户端接入。
- 对照后续章节：通信→第2章，划分→第3章，复制→第4章，容错→第5章，事务→第6章。
- 做系统选型时先问：瓶颈在调度、通信还是数据与一致性。
- 搜索引擎：界面层 / 检索算法层 / 网页库层。
- REST API：以资源与标准动词组织服务。
- 消息驱动订单系统：下单、支付、发货通过事件解耦。
- 传统企业信息系统多用多层 C/S。
- 文件分享、区块链网络多用 P2P 或分层 P2P。
- 现代云平台常见混合：控制面中心化、数据面可扩展。
- 完成与「分布式系统概论」相关的练习题，检验是否能用自己的话复述机制与权衡。