همانطور که می دانیم سیستم های توزیع شده به دلیل توزیع شده بودن ماهیت پیچیده و چالش های بسیاری در طراحی دارند. مشکلاتی مانند Scalability, Consistency, Data Management, Security, Fault Tolerance و ... که در این پست به بررسی اصلی ترین موارد می پردازیم.
1- Communication Issues:
ارتباط بین نودها در این سیستم ها به دلیل توزیع شده بودن با مشکلاتی مانند Timeouts, Packet Loss و Network Partitions مواجه می باشد که برای مدیریت آن ها از راه کارهایی مانند Retry و Circuit Breaker استفاده می شود. باید سیستم را به شکلی طراحی کنیم که در صورت بروز مشکلات ارتباطی عملکرد آن تحت تاثیر قرار نگیرد.
2- Data Management:
یکی از پیچیده ترین موارد در این سیستم ها, مدیریت صحیح داده و حفظ یکپارچگی آن ها می باشد. در این سیستم ها داده ها معمولا بین نودهای مختلف پخش می شوند, و این مورد نیازمند replication و sharding برای مدیریت بهتر آن ها می باشد. همچنین برای data consistency باید با توجه به حجم داده ها و نیازها از روش مناسب برای همگام سازی استفاده کنیم.
3- Load Balancing:
به مدیریت و توزیع صحیح بار برای اینکه هیچ نودی زیر فشار قرار نگیرد اشاره دارد. از الگوریتم هایی مانند Round Robin, Least Connections و... برای تقسیم بار استفاده می شود. باید سیستم به شکلی طراحی شود که این کار را به بهینه ترین شکل ممکن انجام دهد. برای اطلاعات بیشتر: https ://lnkd.in/daijB9d4
4- Consistency:
سازگاری به این معنی می باشد که همه ی نودها باید داده های یکسانی را مشاهده کنند. این مورد زمانی که داده ها بین نودها به روز می شوند خود را نشان می دهد. برای این کار باید به CAP Theorem و Consistency Models توجه کرد.
5- Latency:
به مدت زمانی اشاره دارد که یک درخواست طول می کشد در سیستم پردازش شده و پاسخ داده شود. در سیستم های توزیع شده معمولا این مشکل وجود دارد و برای کاهش آن می توان از Caching و Replication استفاده کرد.
6- Scalability:
قابلیت مقیاس پذیری به توانایی سیستم در مدیریت و افزایش حجم کار و منابع اشاره دارد. در این سیستم ها برای مقابله با افزایش کاربران, حجم داده ها و حجم پردازش از روش های مقیاس پذیری Horizontal Scaling(اضافه کردن نودهای بیشتر) و Vertical Scaling(افزایش حافظه و قدرت پردازش) استفاده می شود.
7- Availability:
به توانایی سیستم در ارائه سرویس بدون وقفه اشاره دارد. در این سیستم ها High Availability بسیار مهم می باشد زیرا هر نود ممکن است خراب شود برای همین داده ها را در چندین نود تکرار شده و سیستم به شکلی طراحی می شود که در صورت خرابی یک نود, نودهای دیگر بتوانند بدون مشکل کار کنند. البته توجه داشته باشید که حفظ تعادل بین Data Consistency و Availability کمی پیچیده می باشد.
8- Reliability:
به توانایی سیستم برای کارکرد صحیح و پایدار در شرایط مختلف مثل بروز خطا اشاره دارد. در این سیستم ها خرابی یک یا چندین نود می تواند باعث مشکل در کل سیستم شود که برای مقابله با آن می توان از تکنیک هایی مانند Fault Tolerance و Replication استفاده کرد. باید سیستم را به شکلی طراحی کنیم که در صورت بروز مشکل داده ها از دست نروند و سیستم همچنان بتواند به کار خود ادامه دهد.
9- Security:
همانطور که در پست قبلی توضیح داده شده امنیت یکی از مهم ترین مسائل در این سیستم ها می باشد زیرا ارتباطات و داده ها بین نودهای مختلف می توانند مورد حمله و دسترسی های غیر مجاز قرار بگیرند. از مهم ترین موارد می توان به Authentication, Authorization, Encryption, Data Integrity, Distributed Denial of Service و Man-in-the-Middle (MITM) اشاره کرد که جهت اطلاعات بیشتر در این مورد به پست زیر مراجعه کنید:
https ://lnkd.in/dAYyJu6m
در پایان, باید به این موضوع توجه داشته باشیم که هیچ راه حل جادویی برای تمامی مشکلات بالا وجود ندارد, برای همین طراحی و پیاده سازی سیستم های توزیع شده نیاز به دقت و توجه مداوم به تمام جزئیات دارد. طراحی درست نیاز به تعادل بین نیازها و منابع دارد.
