隨著計算機系統規模變得越來越大，將所有業務單元集中部署在一個或者若干個大型機 上的體系結構物，已經越來越不能滿足當今計算機系統，尤其是大型互聯網系統的快速發展，各種靈活多變的系統架構模型層出不窮。同時，隨著微型計算機的出 現，越來越多廉價的PC機成為了各大IT企業架構的首選，分布式的處理方式越來越受到業界的青睞----計算機系統正在經歷一場前所未有的從集中式到分布 式架構的變革。
從集中式到分布式
自從20世紀60年代大型主機被發明出來以后，憑借其超強的計算和I/O處理能力 以及在穩定性和安全性方面的卓越表現，在很長一段時間內，大型主機引領了計算機行業以及商業計算領域的發展。在大型主機的研發上最知名的當屬IBM，其主 導研發的革命性產品System/360系列大型主機，是計算機發展史上的一個里程碑，與波音707和福特T型車齊名，被譽為20世紀最重要的三大商業成 就，IT界進入了大型主機時代。
伴隨著大型主機時代的到來，集中式的計算機系統架構也成為了主流。在那個時候，由 于大型主機卓越的性能和良好的穩定性，其在單機處理能力方面的優勢非常明顯，使得IT系統快速進入了集中式處理階段，其對應的計算機系統稱為集中式系統。 但從20世紀80年代以來，計算機系統向網絡化和微型化的發展日趨明顯，傳統的集中式處理模型越來越不能適應人們的需求，具體表現在：
1、大型主機的人才培養成本非常高，通常一臺大型主機匯集了大量精密的計算機組件，操作非常復雜，這對一個運維人員掌握其技術細節提出了非常高的要求
2、大型主機也是非常昂貴的，通常一臺配置較好的IBM大型主機，其售價達到上百萬美元甚至更高，因此也只有像政府、金融和電信等企業才有能力采購大型主機
3、集中式有非常明顯的單點問題，大型主機雖然在性能和穩定性方面表現卓越，但并 不代表其永遠不會出故障。一旦一臺大型主機出現了故障，那么整個系統將處于不可用的狀態，后果相當嚴重。最后，隨著業務的不斷發展，用戶訪問量迅速提高， 計算機系統的規模也在不斷擴大，在單一大型主機上進行擴容往往比較困難
4、隨著PC機性能的不斷提升和網絡技術的快速普及，大型主機的市場份額變得越來越小，很多企業開始放棄原來的大型主機，而改用小型機和普通PC服務器來搭建分布式計算機
對業內新聞比較關注的，一定知道阿里巴巴在2009年發起了一項"去IOE"運動。 因為阿里巴巴從2008年開始各項業務都進入了井噴式的發展階段，這對于后臺IT系統的計算與存儲能力提出了非常高的要求，一味地針對小型機和高端存儲進 行不斷擴容，無疑會產生巨大的成本。同時，集中式的系統架構體系也存在著諸多單點問題，完全無法滿足互聯網應用爆炸式的發展需求。因此，為了解決業務快速 發展給IT系統帶來的巨大挑戰，從2009年開始，阿里集團啟動了"去IOE"計劃，其電商系統開始正式邁入了分布式系統時代。
集中式
所謂集中式系統就是指由一臺或多臺主計算機組成中心節點，數據集中存儲于這個中心 節點中，并且整個系統的所有業務單元都集中部署在這個中心節點上，系統所有的功能均由其集中處理。也就是說，集中式系統中，每個終端或客戶端及其僅僅負責 數據的錄入和輸出，而數據的存儲與控制處理完全交由主機來完成。
集中式系統最大的特點就是部署結構簡單，由于集中式系統往往基于底層性能卓越的大型主機，因此無需考慮如何對服務進行多個節點的部署，也就不用考慮多個節點之間的分布式協作問題。
分布式
分布式系統如何定義？這里引用一下Distributed Systems Concepts and Design(Third Edition)中的一句話："A distributed system is one in which components located at networked computers communicate and coordinate their actions only by passing messages"。從這句話里面我們可以看到幾個重點：
1、組件分布在網絡計算機上
2、組件之間僅僅通過消息傳遞來通信并協調行動
嚴格講，同一個分布式系統中的計算機在空間部署上是可以隨意分布的，這些計算機可能被放在不同的機柜上，也可能在不同的機房中，甚至分布在不同的城市。無論如何，一個標準的分布式系統在沒有任何特定業務邏輯約束的情況下，都會有以下幾個特征：
1、分布性
分布式系統中的多臺計算機都會在空間上隨意分布，同時，及其的分布情況也會隨時變動
2、對等性
分布式系統中的計算機沒有主/從之分，既沒有控制整個系統的主機，也沒有被控制的 從機，組成分布式系統的所有節點都是對等的。副本（Replica）是分布式系統最常見的概念之一，指的是分布式系統對數據和服務提供的一種冗余方式。在 常見的分布式系統中，為了對外提高可用的服務，我們往往會對數據和服務進行副本處理。數據副本是指在不同的節點上持久化同一份數據，當某一個節點上存儲的 數據丟失時，可以從副本上讀取到該數據，這是解決分布式系統數據丟失問題最為有效的手段。另一類副本是服務副本，指多個節點提供同樣的服務，每個節點都有 能力接收來自外部的請求并進行相應的處理
3、并發性
在一個計算機網絡中，程序運行過程中的并發性操作是非常常見的行為，例如同一個分布式系統的多個節點，可能會并發地操作一些共享的資源，諸如數據庫或分布式存儲等，如何準確并高效地協調分布式并發操作也成為了分布式系統架構與設計中最大的挑戰之一
4、缺乏全局時鐘
一個典型的分布式系統是由一系列空間上隨意分布的多個進程組成的，具有明顯的分布性，這些進程之間通過交換消息來進行相互通信。因此，在分布式系統中，很難定義兩個事件究竟誰先誰后，原因就是因為分布式系統缺乏一個全局的始終控制序列
5、故障總是會發生
組成分布式系統的所有計算機，都有可能發生任何形式的故障。一個被大量工程實踐過 的黃金定理是：任何在設計階段考慮到的異常情況，一定會在系統實際運行中發生，并且，在系統實際運行中還會遇到很多在設計時未考慮到的異常故障。所以，除 非需求指標允許，在系統設計時不能放過任何異常情況
6、處理單點故障
在整個分布式系統中，如果某個角色或者功能只有某臺單機在支撐，那么這個節點稱為單點，其發生的故障稱為單點故障，也就是通常說的SPoF（Single Point of Failure），避免單點而對關鍵就是把這個功能從單機實現變為集群實現，當然，這種變化一般會比較困難，否則就不會有單點問題了。如果不能把單點變為集群實現，那么一般還有兩種選擇：
（1）給這個單點做好備份，能夠在出現問題時進行恢復，并且盡量做到自動恢復
（2）降低單點故障的影響范圍
分布式系統的意義
從單機單用戶到單機多用戶，再到現在的網絡時代，應用系統發生了很多的變化。而分布式系統依然是目前很熱門的討論話題，那么，分布式系統給我們帶來了什么，或者說是為什么要有分布式系統呢？從三方面考慮：
1、升級單機處理能力的性價比越來越低
摩爾定律：當價格 不變時，每隔18個月，集成電路上可容納的晶體管數目會增加一倍，性能也將提升一倍。這個定律告訴我們，隨著時間的推移，單位成本的支出所能購買的計算機 能力在提升。不過，如果我們把時間固定下來 ，也就是固定在某個具體時間點來購買單顆不同型號的處理器，那么所購買的處理器性能越高，所要付出的成本就越高，性價比就越低。那么，也就是說在一個確定 的時間點，通過更換硬件做垂直擴展的方式來提升性能會越來越不劃算
2、單機處理能力存在瓶頸
某個固定時間點，單顆處理器有自己的性能瓶頸，也就說即使愿意花更多的錢去買計算能力也買不到了
3、出于穩定性和可用性的考慮
如果采用單擊系統，那么在這臺機器正常的時候一切OK，一旦出問題，那么系統就完全不能用了。當然，可以考慮做容災備份等方案，而這些方案就會讓系統演變為分布式系統了。
