Trouble with Distributed Systems (4-2) - System Model & Summary

续 Day 12

今天的特别理论和抽象，所以懒得看就跳过吧！

系统模型和现实 (System Model and Reality)

很多演算法是被设计来解决分散式系统问题的，演算法要被设计成可用，就不能太依赖硬体或特定软件来执行，反而要求我们以某种方式形式化我们期望在系统中发生的故障类型，我们通过定义系统模型来做到这一点，今天就是要用比较抽象的角度来看看这些算法能假设的事物为何。

首先是时序假设 (timing assumptions)，我们有 3 个常用的模型：

• 同步模型 (Synchronous model)
  • 同步模型假设网路延迟、程序暂停和时钟错误都是有界的，意味者你会知道这些最多不会超过一个上限，但这并不符合现实生活里的系统（网路延迟都不知道会延迟多久了）。
• 部份同步模型 (Partially synchronous model)
  • 这个模型假设了大多数的系统行为是同步的，但它能接受有时候会有越界 (out of bound) 的事情发生。
• 非同步模型 (Asynchronous model)
  • 这个模型的演算法不允许时序假设，它甚至没有时钟，所以也就没有 timeout。

再来是节点失败假设，一样有 3 类：

• 崩溃就停故障 (Crash-stop faults)
  • 演算法假设节点只能以一种方法故障，也就是节点崩溃 (crashing)， 意味者节点死亡後永远回不来了。
• 崩溃恢复故障 (Crash-recovery faults)
  • 这个一样假设节点会随时故障，但它或许会在未知时间後恢复，所以它会假设节点是使用稳定的储存设备（非挥发式硬碟），以便从故障中恢复，也会假设记忆体中的资料会消失。
• 拜占庭式故障 (Byzantine faults)
  • 节点发疯了的故障（细节可看 Day 12)。

现实生活中的系统模型大多数都是 部份同步模型+ 崩溃恢复故障，那麽... 究竟分散式演算法怎麽应对这些模型呢？我们会从明天开始探讨算法细节。

Summary

Day 8 ~ Day 13 讲了分散式系统会遇到的鬼故事，网路会延迟、时钟不准、程序会暂停等等，都是概念性的东西居多，多一点认识总是能帮助你未来 debug 时能有更多的想像力，从明天开始，终於就要进入比较实战的部份啦！当 Day 8 ~ Day 13 的鬼故事都发生时，我们该怎麽办。