分布式系统：概念、功能与挑战

"分布式系统是通过线路连接多个处理机，使处理和控制功能分散在各个处理机上的系统。它分为同构和异构两种类型，具有分布性、自治性、模块性和并行性四大特征。分布式系统的主要功能包括进程迁移、分布式进程同步、任务分配和资源管理。进程迁移涉及计算和数据迁移，常用于负荷均衡、通信性能优化等。分布式进程同步依赖于事件排序，如逻辑时钟算法，确保不同处理机间的事件顺序。分布式进程通信通常采用消息传递和远程过程调用。分布式系统中可能出现资源型和消息型死锁，解决这些问题需要考虑分布性、时序不确定性和安全策略。网络安全是分布式系统的重要方面，包括保密性、完整性和可用性的保障。" 分布式系统是一种高级的计算机系统架构，其中的处理和控制功能不集中在一个单一的处理器上，而是分布在多个互相连接的处理机上。这种系统可以是同构的，所有处理单元结构相同，也可以是异构的，处理单元在结构和功能上有所差异。 分布式系统有四个关键特征：分布性意味着系统功能和任务分布在不同的节点上；自治性表示每个处理单元都有独立执行任务的能力；模块性体现在系统由结构相同、功能相似的处理单元组成；并行性允许同时执行多个任务，提高整体效率。 在分布式系统中，进程迁移是一项重要功能，它可以将进程从一个系统移动到另一个，以平衡负载或加速计算。进程迁移有两种主要形式：计算迁移和数据迁移。数据迁移可能涉及整个文件传输或仅传输所需部分，而计算迁移有时比传输数据更有效率。进程迁移的动机包括负荷均衡、通信性能提升、加速计算、获取特殊资源和提高系统可用性。 分布式进程同步是确保不同处理机间操作有序的关键，通常通过逻辑时钟算法（如Lamport算法、Ricart-and-Agrawala算法和Mackawa算法）来实现。分布式进程通信涉及消息传递和远程过程调用（RPC），确保节点间的协作。 分布式系统中可能出现死锁，如资源型和消息型死锁，包括重新组装型、直接存储-转发型和间接存储-转发型。解决死锁需要考虑分布式环境的特性，如进程与资源的分布、时序不确定性、死锁的虚假性以及多种预防和解除策略。 最后，分布式系统的安全性至关重要，包括保护数据的保密性、防止篡改确保完整性，以及保证服务的可用性。这些安全措施是分布式系统设计和实施时不可忽视的重要环节。