问题:分布式环境下数据无法保证(可用的一致性的),假设一台机器崩了,其他机器如何获取崩掉的这台机器上的信息
失效转移的一种解决方案:
image.png
1.集中式和分布式
集中式
由于采用单机部署，很可能带来系统大而复杂、难于维护、发生单点故障（单个点发生故障的时候会波及到整个系统或者网络，从而导致整个系统或者网络的瘫痪）、扩展性差
分布式
分布性:多节点
对等性:副本处理
并发性:高效协调
时钟观念:缺乏一个全局的时钟序列控制
故障总是会发生:对人的错误的容忍
2.分布式系统面临的问题
通信异常
网络分区
三态:无法确认超时,当前请求是否被成功处理的
单节点故障
3.CAP定理
在网络分区的情况下,无法保证可用性和强一致性
CA without P 如果不要求P（不允许分区），则C（强一致性）和A（可用性）是可以保证的。但其实分区不是你想不想的问题，而是始终会存在，因此CA的系统更多的是允许分区后各子系统依然保持CA。
CP without A 如果不要求A（可用），相当于每个请求都需要在Server之间强一致，而P（分区）会导致同步时间无限延长，如此CP也是可以保证的。很多传统的数据库分布式事务都属于这种模式。
AP wihtout C 要高可用并允许分区，则需放弃一致性。一旦分区发生，节点之间可能会失去联系，为了高可用，每个节点只能用本地数据提供服务，而这样会导致全局数据的不一致性。现在众多的NoSQL都属于此类。
对于P的理解
Partition字面意思是网络分区，即因网络因素将系统分隔为多个单独的部分，有人可能会说，网络分区的情况发生概率非常小啊，是不是不用考虑P，保证CA就好。要理解P，我们看回CAP证明中P的定义： In order to model partition tolerance, the network will be allowed to lose arbitrarily many messages sent from one node to another. 网络分区的情况符合该定义，网络丢包的情况也符合以上定义，另外节点宕机，其他节点发往宕机节点的包也将丢失，这种情况同样符合定义。现实情况下我们面对的是一个不可靠的网络、有一定概率宕机的设备，这两个因素都会导致Partition，因而分布式系统实现中 P 是一个必须项，而不是可选项。 对于分布式系统工程实践，CAP理论更合适的描述是：在满足分区容错的前提下，没有算法能同时满足数据一致性和服务可用性[11]： In a network subject to communication failures, it is impossible for any web service to implement an atomic read/write shared memory that guarantees a response to every request.
可用性在CAP定理里指所有读写操作必须要能终止，实际应用中从主调、被调两个不同的视角，可用性具有不同的含义。当P(网络分区)出现时，主调可以只支持读操作，通过牺牲部分可用性达成数据一致。
工程实践中，较常见的做法是通过异步拷贝副本(asynchronous replication)、quorum/NRW，实现在调用端看来数据强一致、被调端最终一致，在调用端看来服务可用、被调端允许部分节点不可用(或被网络分隔)的效果
4.Base理论
BASE理论是Basically Available(基本可用)，Soft State（软状态）和Eventually Consistent（最终一致性）三个短语的缩写。
即使无法做到强一致性（Strong consistency），但每个应用都可以根据自身的业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性（Eventual consistency）。
软状态指的是：允许系统中的数据存在中间状态，并认为该状态不影响系统的整体可用性，即允许系统在多个不同节点的数据副本存在数据延时。
最终一致性 上面说软状态，然后不可能一直是软状态，必须有个时间期限。在期限过后，应当保证所有副本保持数据一致性，从而达到数据的最终一致性。这个时间期限取决于网络延时、系统负载、数据复制方案设计等等因素。
5.分布式一致性协议
Gossip算法
Gossip协议的整体流程非常简单，初始由几个节点发起消息，这几个节点会将消息的更新内容告诉自己周围的节点，收到消息的节点再将这些信息告诉周围的节点。依照这种方式，获得消息的节点会越来越多，总体消息的传输规模会越来越大，消息的传偶速度也越来越快。虽然不是每个节点都能在相同的时间达成一致，但是最终集群中所有节点的信息必然是一致的。Gossip协议确保的是分布式集群的最终一致性
Pow算法
完全专注于尽可能地解决"拜占庭将军"问题，防止消息的篡改。它可以不计代价地去要求各个节点参与竞选，以付出巨大算力为代价保证平台的安全性
Raft协议
ZAB协议
网友评论