📜  分布式系统中的自稳定

📅  最后修改于: 2021-09-08 15:21:28             🧑  作者: Mango

概述 :
“自稳定”的概念由 Dijkstra 于 1974 年首次提出。它是非屏蔽分布式系统的通用技术。它是一种持续修复技术,可确保在一系列故障后最终安全。您在学校进行物理实验时一定遇到过阻尼钟摆。所以在摆锤稳定的时候,当对摆锤施加一些外力时,摆锤就会进入某个任意位置。您知道,经过一段有限的时间后,它将再次回到最初的稳定位置或平衡状态。所以在这里我们将看到这个类比在分布式系统中是如何工作的。

分布式系统中的类比:
请考虑以下几点。

  • 您有一些处理器 P 0 、P 1、……………………………… P n + 通信通道。
  • 每个处理器P i都有一个状态x i ,例如,该状态可以是处理器内存中变量的值或者处理器P i 中寄存器的值。
  • 配置只是系统中每个处理器状态向量的集合序列。
  • 设计自稳定分布式系统的主要复杂性是节点没有可以即时访问的全局内存。每个节点必须根据其可用的本地知识做出决策,并且所有节点的动作必须实现全局目标。

通常,当您设计系统时,您有一个通常稳定的合法配置。如果您可以启动一个合法的配置,并且您可以在有限数量的步骤中访问另一个配置,那么只要进程没有进一步损坏,这个新配置也是合法的。但是,您的分布式系统是一个物理系统,因此容易出现多种故障。特别是可能存在瞬态故障。

瞬态故障:
这是一种不可预测的故障,随时可能发生。而且它们经常发生。由于电源或电池供电不足,可能是过载造成的。当软件组件出现故障时,它们也会捕获状态损坏。所以通常系统从一个合法的配置开始,然后在有限的时间内你会面临扰动。在此扰动结束时,您的系统将达到任意配置。

在可能比合法配置集更长的某些配置集中。从任何初始状态自动恢复的能力意味着不需要初始化。当不再有扰动时,您的系统被称为处于自稳定模式,如果在有限的时间段后您达到合法配置并保持在那里,那么这种从任意配置开始并收敛到合法配置的特性和留在那里称为自我稳定。自稳定系统具有两个特性: 收敛和闭合。

自稳定

分布式系统中自稳定的优势:
在这里,我们将讨论分布式系统中自稳定的优点如下。

  • 它使分布式系统能够自动从瞬态故障中恢复,而无需任何人工干预,只要没有进一步的故障发生。
  • 自稳定算法不需要初始化,因为无论系统的初始状态如何,它最终都会开始正确运行。
  • 这个特性对于分布式系统来说非常健壮,这使得它成为分布式计算的一个非常有吸引力的模型。

分布式系统中自稳定的缺点:
在这里,我们将讨论分布式系统中自稳定的缺点如下。

  • 尤其是当系统以不正确的状态启动或被入侵者破坏时,实现这一目标非常困难。
  • 它非常复杂,即难以设计。