linux 分布式，redis分布式

linux 分布式系统都有哪些

常见的分布式文件系统有，GFS、HDFS、Lustre、Ceph、GridFS、mogileFS、TFS、FastDFS等。各自适用于不同的领域。它们都不是系统级的分布式文件系统，而是应用级的分布式文件存储服务。

GFS（Google File System）

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Google公司为了满足本公司需求而开发的基于Linux的专有分布式文件系统。。尽管Google公布了该系统的一些技术细节，但Google并没有将该系统的软件部分作为开源软件发布。

下面分布式文件系统都是类 GFS的产品。

HDFS

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Hadoop实现了一个分布式文件系统（Hadoop Distributed File System），简称HDFS。 Hadoop是Apache Lucene创始人Doug Cutting开发的使用广泛的文本搜索库。它起源于Apache Nutch，后者是一个开源的网络搜索引擎，本身也是Luene项目的一部分。Aapche Hadoop架构是MapReduce算法的一种开源应用，是Google开创其帝国的重要基石。

Ceph

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是加州大学圣克鲁兹分校的Sage weil攻读博士时开发的分布式文件系统。并使用Ceph完成了他的论文。

说 ceph性能最高，C++编写的代码，支持Fuse，并且没有单点故障依赖，于是下载安装，由于 ceph使用 btrfs文件系统，而btrfs文件系统需要 Linux 2.6.34以上的内核才支持。

可是ceph太不成熟了，它基于的btrfs本身就不成熟，它的官方网站上也明确指出不要把ceph用在生产环境中。

Lustre

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Lustre是一个大规模的、安全可靠的，具备高可用性的集群文件系统，它是由SUN公司开发和维护的。

该项目主要的目的就是开发下一代的集群文件系统，可以支持超过10000个节点，数以PB的数据量存储系统。

目前Lustre已经运用在一些领域，例如HP SFS产品等。

Linux 分布式系统基础设施

一个大型、稳健、成熟的分布式系统的背后，往往会涉及众多的支撑系统，我们将这些支撑系统称为分布式系统的基础设施。除了前面所介绍的分布式协作及配置管理系统ZooKeeper,我们进行系统架构设计所依赖的基础设施，还包括分布式缓存系统、持久化存储、分布式消息系统、搜索引擎，以及CDN系统、负载均衡系统、运维自动化系统等，还有后面章节所要介绍的实时计算系统、离线计算系统、分布式文件系统、日志收集系统、监控系统、数据仓库等。

分布式缓存主要用于在高并发环境下，减轻数据库的压力，提高系统的响应速度和并发吞吐。当大量的读、写请求涌向数据库时，磁盘的处理速度与内存显然不在一个量级，因此，在数据库之前加一层缓存，能够显著提高系统的响应速度，并降低数据库的压力。作为传统的关系型数据库，MySQL提供完整的ACID操作，支持丰富的数据类型、强大的关联查询、where语句等，能够非常客易地建立查询索引，执行复杂的内连接、外连接、求和、排序、分组等操作，并且支持存储过程、函数等功能，产品成熟度高，功能强大。但是，对于需要应对高并发访问并且存储海量数据的场景来说，出于对性能的考虑，不得不放弃很多传统关系型数据库原本强大的功能，牺牲了系统的易用性，并且使得系统的设计和管理变得更为复杂。这也使得在过去几年中，流行着另一种新的存储解决方案——NoSQL，它与传统的关系型数据库最大的差别在于，它不使用SQL作为查询语言来查找数据，而采用key-value形式进行查找，提供了更高的查询效率及吞吐，并且能够更加方便地进行扩展，存储海量数据，在数千个节点上进行分区，自动进行数据的复制和备份。在分布式系统中，消息作为应用间通信的一种方式，得到了十分广泛的应用。消息可以被保存在队列中，直到被接收者取出，由于消息发送者不需要同步等待消息接收者的响应，消息的异步接收降低了系统集成的耦合度，提升了分布式系统协作的效率，使得系统能够更快地响应用户，提供更高的吞吐。

当系统处于峰值压力时，分布式消息队列还能够作为缓冲，削峰填谷，缓解集群的压力，避免整个系统被压垮。垂直化的搜索引擎在分布式系统中是一个非常重要的角色，它既能够满足用户对于全文检索、模糊匹配的需求，解决数据库like查询效率低下的问题，又能够解决分布式环境下，由于采用分库分表，或者使用NoSQL数据库，导致无法进行多表关联或者进行复杂查询的问题。

什么是分布式操作系统

分布式操作系统是一种特殊的操作系统，本质上属于多机操作系统，是传统单机操作系统的发展和延伸。它是将一个计算机系统划分为多个独立的计算单元(或者也可称为节点)，这些节点被部署到每台计算机上，然后被网络连接起来，并保持着持续的通信状态。在分布式操作系统中，每个节点即可以独立地象单机操作系统一样执行本地的计算任务，也可以相互组合起来，以分布协同的并行方式，执行更大规模的计算任务。从而为用户提供更强的计算能力、更高的可扩展性和冗余容错能力。

一、分布式操作系统的概念

分布式操作系统是将一个计算机系统划分为多个独立的计算单元(或者也可称为节点)，这些节点被部署到每台计算机上，然后被网络连接起来，并保持着持续的通信状态。在分布式操作系统中，每个节点即可以独立地象单机操作系统一样执行本地的计算任务，也可以相互组合起来，以分布协同的并行方式，执行更大规模的计算任务。从而为用户提供更强的计算能力、更高的可扩展性和冗余容错能力。分布式操作系统同时还应该保证系统的分布的灵活性、可用性、可管理性和弹性伸缩能力

二、分布式操作系统的特点

一个通用的分布式操作系统应该具备以下一些基本特点：

模块化：分布式操作系统采用模块化的设计思想，将系统划分为多个功能模块，每个模块负责完成特定的任务。这种设计使得系统更加易于维护和升级。

并行处理：分布式操作系统支持多种并行处理模型，如共享内存模型、消息传递模型和客户机/服务器模型等。这些模型可以充分利用多核处理器的性能，提高系统的处理能力。如果把客户机/服务器进一步延伸合起来，则衍生出来一种新型的客户机/集群模型。这是分布式操作系统能够提供强大计算能力的根本原因。

容错能力：分布式操作系统具有较强的容错能力，可以在节点出现故障时自动恢复。这主要依赖于分布式系统中的冗余设计和故障检测与诊断机制。

数据一致性：分布式操作系统需要保证数据在各个节点之间的一致性。这通常通过使用事务、锁和协调器等技术来实现。

资源管理：分布式操作系统需要对系统中的硬件资源进行有效的管理，包括内存、磁盘空间和CPU时间等。这通常通过使用资源调度算法和优先级调度策略等技术来实现。

咱们以LAXCUS分布式为例，对此进行简单的说明。

参照上图，在LAXCUS分布式操作系统，系统被分为核心层、业务层、调用层三个维度。核心层由本地核心和分布式框架组成，其中本地核心包括了本地内核和本地Shell，其设计思路类似Unix/Linux，不同之处在于分布式框架，分布式框架是LAXCUS分布式操作系统的重要技术创新，由于它的存在，LAXCUS才可以称之为“分布式操作系统”，包括了多模通信网络、松耦合架构、分布式Shell。其中分布式Shell接受用户的分布式指令（用户指令和系统调度指令），并解析这些分布式指令。LAXCUS的松耦合架构是一项重要的技术创新，在之前的文章多有介绍，比如并行处理能力、容错处理能力、数据一致性、资源管理能力、调度能力，这些技术的组合起来，才能使多机分布协同运行成为可能。关于LAXCUS分布式操作系统松耦合架构更详细的介绍，请参考相关的文章，本处就不再赘述。多模通信网络则是多种网络通信技术的组合，其中最重要的是一种类似5G网络的MASSIVE MIMO技术，由于它的存在，建立在物理网络基础上的大规模通信、超大规模通信才能得以实现，也是LAXCUS分布式操作系统的核心基础功能之一。

下面，咱们通过模拟LAXCUS分布式操作系统的运行流程，来介绍分布式操作系统的运作逻辑。

在LAXCUS分布式的操作系统，客户机是图形桌面，上面运行着各种各位的应用软件，这些应用软件以图形界面或者字符字界存在。不同与单机操作系统的应用软件只在本地运行，LAXCUS分布式应用软件除了兼容本地运行，更主要的是以分布方式，并行运行在计算机集群的多台计算机上，保证了强大的处理能力。

一条分布式指令从LAXCUS分布式应用软件发出，它经过调用层、业务层，被传递到核心层，核心层经过分布式Shell的处理，传递给松耦合架构、松耦合架构进一步对分布式指令进行解耦，分成多条并行的计算机指令，交给多模通信网络处理。多模通信网络把每条并行指令传递给对应的计算机节点，节点上的本地Shell解析，交给系统内核处理，处理完成后，再进行聚合，按照原路返回，从而完成一次分布式计算机工作。

三、为什么我们需要分布式操作系统？

简单说就是：时代变了。

如果回顾历史，我们可以看到，世界上的任何事物，都是一个从简到繁的过程。操作系统也遵循些的这个规律，比如早期的IBM 0S360系统，到后来的UNIX、DOS、Windows、Macintosh、Linux、IOS、安卓。这些操作系统除了少部分是服务器系统，大部分属于个人系统，但是本质上都属于单机操作系统。三十年前，我们对计算机的要求是WORD、EXCEL、PPT、电子音乐、视频，这些工作普通的个人计算机都能完成。三十年后，我们对计算机的要求是大数据、云计算、人工智能、chatGPT大模型、超高音速空气流体、仿真核聚变，这些工作需要海量的计算资源，个人计算机显然无法胜任，必需从底层开始为应用业务提供庞大的基础计算，这是分布式操作系统产生的根本原因。还有贝尔定律：“世界大概每隔10年左右就会出现一种新型的操作系统”这一推论。现在随着时代的发展，业务需求的变化，一种新型的操作系统出现也就成为必然：分布式操作系统时代。

目前我们需要分布式操作系统，主要来自以下一些原因：

提高性能：分布式操作系统可以将计算任务分配到多个节点上执行，从而提高系统的处理能力。特别是在大规模数据处理和高性能计算领域，分布式操作系统的优势更加明显。

提高可扩展性：分布式操作系统可以根据需求动态地增加或减少节点，以满足系统的扩展需求。这使得系统更加灵活，能够适应不断变化的工作负载。

提高容错能力：分布式操作系统具有较强的容错能力，可以在节点出现故障时自动恢复。这对于关键业务系统来说至关重要，可以保证系统的稳定运行。

提高资源利用率：分布式操作系统可以通过资源调度和管理技术，有效地利用系统中的硬件资源，避免资源浪费。这有助于降低系统的成本，提高投资回报率。

促进技术创新：分布式操作系统的发展推动了计算机科学领域的技术创新。许多新的技术和方法，如云计算、大数据和人工智能等，都包含了大量的分布式技术。

综上所述，分布式操作系统是一种具有广泛应用前景的计算机技术。随着互联网、物联网和大数据、人工智能等领域的发展，对高性能、高可用和可扩展的计算系统的需求越来越迫切，分布式操作系统将成为未来计算机系统的重要组成部分。