distributed systems MUNI

2025

Distribuovaný systém

Systém složený z více uzlů propojených sítí spolupracujících na úlohách

Middleware

Softwarová vrstva zprostředkovávající komunikaci a koordinaci mezi komponentami

Škálovatelnost

Schopnost systému růst přidáním zdrojů vertikálně i horizontálně

Spolehlivost

Schopnost systému zůstat v provozu i při selhání uzlů

Výkon

Efektivní využití zdrojů minimalizací latence a maximalizací propustnosti

Flexibilita

Schopnost systému přizpůsobit se měnícím se požadavkům bez velkých změn

Odolnost vůči chybám

Schopnost systému detekovat a zotavit se z poruch uzlů a sítí

Konzistence

Stav kdy všechny uzly vidí stejná data ve stejném pořadí

Koherence

Zajištění synchronizace sdílených dat mezi uzly

Bezpečnost

Opatření na autentizaci autorizaci a šifrování k ochraně systému

Interoperabilita

Schopnost různých technologií a protokolů vzájemně komunikovat

Spravovatelnost

Nástroje a rozhraní pro monitorování a řízení distribuovaných zdrojů

Rozšířitelnost

Schopnost systému přidávat nové funkce a komponenty snadno

Component based architektura

Styl kde systém je složen z nezávislých komponent vystavujících API

Service oriented architektura

Styl kde aplikace je složena z nezávislých služeb komunikujících po síti

Microservices architektura

Podtyp SOA kde jsou služby malé a specializované s nízkou vzájemnou vazbou

Peer to peer architektura

Styl kde uzly fungují jako klient i server a komunikují přímo

Shared nothing architektura

Styl kde uzly jsou nezávislé a nesdílí stav nebo úložiště

Cloud computing

Model poskytování výpočetních zdrojů na požádání z sdíleného poolu

Vertikální škálovatelnost

Zvyšování kapacity systému přidáním zdrojů do jednoho uzlu

Horizontální škálovatelnost

Zvyšování kapacity systému přidáním dalších uzlů do clusteru

Centralizovaná architektura

Architektura kde data a logika jsou soustředěny v jednom místě

Decentralizovaná architektura

Architektura kde data a logika jsou rozloženy mezi více uzlů

Hybridní architektura

Kombinace centralizovaných a decentralizovaných prvků pro vyvážení kontrol a autonomie

Replikace

Vytváření a udržování kopií dat na více uzlech pro vysokou dostupnost

Plná replikace

Kopírování všech dat do každého uzlu zvýšení dostupnosti za cenu vysoké režie

Částečná replikace

Replikování pouze podmnožiny dat na základě kritérií snížení režie

Selektivní replikace

Replikace konkrétních datových položek do podmnožiny uzlů na základě politik

Eventuální konzistence

Model kde uzly se po čase dopracují ke stejnému stavu dat

Silná konzistence

Model kde všechny uzly vidí operace ve stejném okamžiku a pořadí

Kauzální konzistence

Model kde kauzálně závislé operace jsou viděny v pořadí všemi uzly

Primární kopie

Synchronizační mechanismus kde jedna kopie řídí zápisy a ostatní replikují

Aktivní replikace

Mechanismus kde všechny uzly mohou provádět operace a navzájem se synchronizují

Paxos

Konsenzuální algoritmus zajišťující shodu mezi uzly v distribuovaném systému

Raft

Konsenzuální algoritmus zaměřený na srozumitelnost a jednoduchost pro dosažení shody

Master slave replikace

Architektura kde jeden uzel přijímá zápisy a ostatní replikují data

Master master replikace

Architektura kde všechny uzly mohou provádět zápisy a synchronizují změny navzájem

Range sharding

Rozdělení dat do shardů podle hodnot zakresu pro rovnoměrné rozložení

Hash sharding

Rozdělení dat pomocí hashovací funkce pro rovnoměrné rozložení mezi uzly

Directory sharding

Rozdělení dat pomocí tabulky mapující hodnoty na konkrétní shard

Geo sharding

Rozdělení dat podle geografické polohy pro snížení latence uživatelů

RPC

Mechanismus umožňující volání vzdálených procedur zatímco se tváří jako lokální volání

CORBA

Standard pro objektově orientovanou komunikaci v distribuovaném prostředí nezávislý na jazyce

SOAP

XML založený protokol pro výměnu zpráv webových služeb se strukturou Envelope Header Body

WSDL

XML jazyk popisující rozhraní webové služby včetně endpointů zpráv a datových typů

REST

Architektonický styl pro bezstavové webové služby orientovaný na zdroje využívající metody HTTP

Envelop SOAPu

Kořenový element identifikující XML dokument jako SOAP zprávu s definicí jmenných prostor

HTTP GET

Metoda pro získání reprezentace zdroje bez těla odpovědi klient specifikuje URI zdroje

HTTP POST

Metoda pro vytvoření nového zdroje s daty specifikovanými v těle požadavku

HTTP PUT

Metoda pro úplnou aktualizaci existujícího zdroje specifikovaného v těle požadavku

HTTP PATCH

Metoda pro částečnou aktualizaci existujícího zdroje s daty v těle požadavku

HTTP DELETE

Metoda pro odstranění specifikovaného zdroje na serveru

Message broker

Komponenta zprostředkující asynchronní komunikaci mezi službami pomocí front zpráv

gRPC

Moderní RPC framework využívající Protocol Buffers a HTTP2 pro vysoce výkonné volání služeb

Kafka

Distribuovaná streamovací platforma pro vysokou propustnost zpráv a zpracování dat v reálném čase

ZooKeeper

Služba pro koordinaci distribuovaných procesů poskytuje synchronizaci konfiguraci a výběr leadera

Docker

Platforma pro kontejnerizaci aplikací zajišťuje izolované prostředí pro běh služeb

Kubernetes

Systém pro orchestraci kontejnerů automatizuje nasazení škálování a správu aplikací v clusterech

Hadoop

Framework pro distribuované ukládání a zpracování velkých dat pomocí HDFS a MapReduce

Spark

Výkonný engine pro distribuované výpočty s podporou zpracování v paměti a knihovnou pro ML a grafové výpočty

Cassandra

Vysoce škálovatelná distribuovaná NoSQL databáze navržená pro vysokou dostupnost a nízkou latenci

Consul

Služba pro objevování služeb a distribuované klíč hodnotu úložiště s kontrolou zdravotního stavu

AWS

Soubor cloudových služeb poskytující výpočetní úložiště databáze a serverless služby pro distribuované aplikace

NiFi

Nástroj pro integraci a správu datových toků podporuje distribuované zpracování a sledování provenanc