分布式学习基础知识

• • 网络通讯，网络是分布式的基础，对分布式的理解建立在对网络的理解上，包括：
    • OSI模型的7层
    • TCP/IP，DNS，NAT
    • HTTP，SPDY/HTTP2
      
    • Telnet
  • 网络编程，是通过程序在多个主机之间通信。包括：
    • Socket
    • 多线程
    • 非阻塞IO
    • 网络框架
      • Netty
      • Mina
      • ZeroMQ
  • 操作系统的网络部分
  • RPC，Socket使用不是很方便，很多分布式应用是基于RPC的，包括：
    • 同步RPC
    • 异步RPC
    • 主要的一些RPC协议
      • RMI
      • Rest API
      • Thrift
  • 集群，分布式计算离不开集群。集群就是多台主机被当作一个系统
    • 集群类型
      • 高可用，如主机备机切换，冷备，热备，双活
      • 伸缩性，如Web服务器集群，数据库服务器的Sharding
      • 并行计算，如网格，大数据
    • 集群相关技术，包括：
      • 高可用性，保证服务一直能够被访问，延长MTBF，缩短MTTR
        • 冗余的设备
        • 多副本，为了避免单点失效
          
      • 负载均衡，如何将大量工作负载分配到多个主机上，最大化吞吐量，最小化平均响应时间，最大化资源利用率。
      • 伸缩性（横向），能够添加计算机和设备来应对增长的计算压力
      • 分片（Sharding），把数据分成多个数据集，由多个服务器来分别处理。
        • 自动分片
      • 容错性，当硬件或软件发生故障，能够继续运转
      • 故障检测，以及故障预测
        
        • 心跳包
        • 告警
        • 性能预警
      • 故障转移，当出现错误，如何解决，为了高可用性和容错性
      • 分布式一致性，在分布式环境中如何维持状态的一致性，严格一致性，还是最终一致性
      • 集群状态协调，如Zookeeper，etcd等。
        • 分布式锁，在分布式环境中如何进行加锁
        • 选主，当Master宕机，如何选择出新的Master，协议如Raft
          
      • 一致性哈希，如何将数据分布到集群中的多个主机。
        
      • 分布式事务，保证在多台服务器上完成的操作符合事务的ACID属性。
  • 安全，网络通常需要保证安全。
    
    • 身份认证，如何验证人或机器是他们声明的身份
      • 基于用户名/口令
      • 基于数字证书
    • 私密性，如何防止窃听和嗅探
      • 对称加密
      • 非对称加密
    • 完整性，如何保证数据不被篡改
      • 安全散列
      • 消息认证码（MAC）
    • 不可否认性
      • 基于数字证书的数字签名和验签
      • 基于密钥的散列，如HMAC
  • 互联网站的基本架构
    
    • 页面缓存
      
    • 负载均衡器，如HAProxy,Nginx
      
    • 分布式缓存，如Memcache，Redis
      
    • 消息队列，如ActiveMQ，Kafka
      
  • 分布式框架
    • 关系型数据库（Sharding，主从同步）
    • NoSQL
      • HBase，基于HDFS和Zookeeper的NoSQL
      • Cassandra，无主集群
    • 大数据
      • HDFS，分布式文件系统
      • MapReduce，将数据处理任务拆分为多个工作，通过集群来完成。
      • Spark，提供分布式的数据集抽象