简单聊聊分布式和集群

前言

分布式和集群，我们都听的比较多，分布式系统和集群的概念对于刚进入职场的小伙伴可能不是很清楚，这篇文章我们就一起看看两者到底是什么，有什么区别。

什么是分布式系统？

先看下书面解释：
分布式系统（Distributed System）是由多个相互独立的计算节点组成的系统，这些节点通过网络相互通信与协作，以实现共同的目标。分布式系统的设计思想是将计算任务分散到不同的节点上，每个节点负责特定的子任务，从而提高系统的整体性能、可靠性和可扩展性。

书面解释看完了也就看完了，我还是比较喜欢大白话，那我们就大白话来解释一下：
假设我们有一个电商系统，早期时候我们将它部署到一台服务器上，如下图所示：

这个系统运行在一个服务器节点上，里面包含订单（order）服务、用户（user）服务、商品（item）服务。
这种情况下存在什么问题呢？ 就是所有的计算和任务都依赖于单个节点（理解为部署的这台服务器）的性能，那一台服务器的处理能力肯定是有上限的，一旦达到上限，系统的整体性能就会受到限制，难以进一步扩展，而且扩展很麻烦。同时，如果这台服务器宕机，那么整个系统将不能使用。也就是我们说的单点故障。还有其他问题，我就不一一举例了。

那怎么解决呢？
现在，我们将系统拆分成各个子系统；这时电商系统就被拆分为：订单（order）子系统、用户（user）子系统、商品（item）子系统，他们共同协作完成电商系统的完整服务，如下图：

每个子系统部署在独立的服务器上，他们共同协作以提供完整功能服务。
通过以上介绍，总结出以下特点：

• 独立性：每个节点都是独立的计算单元，拥有自己的处理器、内存和存储
• 通信：节点之间通过网络通信进行数据交换和协作
• 分布性：任务和数据分散在不同节点上进行处理
• 容错性：系统能容忍部分节点的故障，通过冗余和数据副本保证系统的可靠性
• 可扩展性：通过增加更多的节点，系统可以轻松扩展处理能力

接下来，我们看看集群的概念

什么是集群？
集群（Cluster）是由多台计算机通过高速网络连接构成的一个整体系统，这些计算机共同工作以提供高性能、高可用性的服务。集群系统的设计思想是通过将多个计算机资源整合起来，共同完成任务，从而实现负载均衡、故障转移和高可用性。
大白话说就是，把一个完整的系统复制多份，部署在不同的节点（服务器）上，如下图所示：

每一个节点上，都是完整的系统，能提供完整的服务。这个就是集群啦。
特点如下：

• 高可用性：通过冗余配置和故障转移机制，保证系统的连续运行。
• 高性能：通过并行处理，提高系统的整体性能。
• 负载均衡：将任务均匀分配到各个节点上，避免单点过载。
• 集中管理：通常通过集群管理软件统一管理各个节点。

那二者有什么区别？
往下看：

分布式系统与集群的区别

设计目标：

• 分布式系统：侧重于任务和数据的分散处理，提高系统的扩展性和容错性。
• 集群：侧重于高可用性和高性能，通过节点协同工作实现负载均衡和故障转移。

节点关系：

• 分布式系统：节点相对独立，具有更高的自治性和独立性。
• 集群：节点紧密耦合，通过统一的集群管理软件进行协调和管理。

应用场景：

• **分布式系统：**适用于需要大规模数据处理和存储的场景，如分布式数据库和文件系统。
  **集群：**适用于需要高性能计算和高可用服务的场景，如科学计算和服务器集群。

总结

分布式系统和集群都是通过多个节点协同工作来提高系统性能和可靠性的技术，但它们在设计目标、节点关系和应用场景上有所不同。分布式系统侧重于任务和数据的分散处理，而集群侧重于通过节点协同工作实现高可用性和高性能。在实际应用中，常常需要根据具体需求选择合适的架构，以充分发挥系统的优势。