Was ist ein verteiltes System?

Bei einem zentralisierten Rechensystem werden sämtliche Rechenoperationen von einem Computer an einem Standort durchgeführt. Der Hauptunterschied zwischen zentralisierten und verteilten Systemen besteht im Kommunikationsmuster zwischen den Knoten des Systems. Der Status eines zentralisierten Systems ist in einem zentralen Knoten gespeichert, auf den Clients auf eine bestimmte Weise zugreifen. Die Knoten eines zentralisierten Systems greifen alle auf den zentralen Knoten zu, was zu einer Überlastung und Verlangsamung des Netzwerks führen kann. Ein zentralisiertes System hat einen Single Point of Failure, das verteilte System hingegen keinen.

Eine Microservices-Architektur ist eine Form des verteilten Systems, weil sie eine Anwendung in separate Komponenten oder "Services" zerlegt. Eine Microservice-Architektur kann beispielsweise Services enthalten, die Unternehmensfunktionen (Zahlungen, Benutzer, Produkte usw.) entsprechen, deren jeweiligen Komponenten die Geschäftslogik für diese Aufgabe handhaben. Das System verfügt dann über mehrere redundante Kopien der Services, sodass es keine zentrale Schwachstelle für einen Service gibt.

Die verteilte Ablaufverfolgung ist eine Methode, mit der das Ergebnis einer Anfrage, die in einem verteilten System ausgeführt wird, überwacht und ein Profil davon erstellt werden kann. Die Überwachung eines verteilten Systems kann eine Herausforderung darstellen, weil jeder einzelne Knoten über seine eigenen vielfältigen Protokolle und Metriken verfügt. Um eine korrekte Ansicht eines verteilten Systems zu erhalten, müssen diese gesonderten Knotenmetriken in einer ganzheitlichen Ansicht zusammengeführt werden.

Anfragen an verteilte Systeme greifen in der Regel nicht auf alle vorhandenen Knoten innerhalb des Systems zu, sondern nur auf einen Teil oder einen Pfad durch die Knoten. Die verteilte Ablaufverfolgung beleuchtet Pfade, auf die häufig über ein verteiltes System zugegriffen wird, und ermöglicht es Teams, diese Pfade zu analysieren und zu überwachen. Die verteilte Ablaufverfolgung ist auf jedem Knoten des Systems installiert, sodass Teams das System nach Informationen zum Knotenzustand und zur Anforderungsleistung abfragen können.

Verteilte Systeme sind häufig ein gutes Mittel, um die Zuverlässigkeit und Leistung des Systems zu verbessern. Die Zuverlässigkeit lässt sich verbessern, indem zentrale Schwachstellen und Engpässe beseitigt werden. Die Knoten eines verteilten Systems bieten Redundanz, d. h., dass bei einem Ausfall eines Knotens andere Knoten als Ersatz bereitstehen. Die Leistung wird verbessert, weil Knoten problemlos horizontal und vertikal skaliert werden können. Wenn ein System aktuell extrem ausgelastet ist, können weitere Knoten hinzugefügt werden, um die Last auf diese zu verteilen. Außerdem kann die Kapazität eines einzelnen Knotens erhöht werden, um eine hohe Last zu bewältigen.

Diese Vorteile können jedoch eine unkontrollierte Entwicklung begünstigen, die das System allzu komplex und damit dessen Wartung zur Herausforderung macht. Wenn Systeme immer komplexer werden, könnten Teams Schwierigkeiten damit haben, diese effektiv zu organisieren, zu verwalten und zu verbessern. Ein Teil des Problems kann darin bestehen, dass nicht verstanden wird, welchen Bezug verschiedene Komponenten zueinander haben oder wer eine bestimmte Softwarekomponente besitzt. So lässt sich schwer nachvollziehen, wie Änderungen an den Komponenten vorgenommen werden können, um ihren Betriebszustand zu optimieren und negative Auswirkungen nicht nur auf abhängige Komponenten, sondern auch auf Kunden zu vermeiden. Wenn ein System über mehrere Repositorys verfügt, sind eventuell spezielle Tools wie Compass von Atlassian erforderlich, um den Code eines verteilten Systems zu verwalten und zu organisieren.

Es gibt zahlreiche Arten von verteilten Systemen. Am gängigsten sind die folgenden:

Verteilte Systeme sind stark verbreitet und werden in den meisten modernen Softwareumgebungen verwendet. Social-Media-Apps, Video-Streaming-Services oder E-Commerce-Websites werden alle durch verteilte Systeme unterstützt. Zentralisierte Systeme entwickeln sich ganz natürlich zu verteilten Systemen weiter, um eine Skalierung zu ermöglichen. Die Verwendung von Microservices ist eine beliebte und weit verbreitete Methode, um ein verteiltes System zu erstellen.

Die Erstellung und Wartung von verteilten Systemen ist zwar komplexer, diese Herausforderung ist aber mit Compass von Atlassian zu meistern. Dabei handelt es sich um eine Developer-Experience-Plattform, die dich bei der Navigation deiner verteilten Architektur unterstützt, indem sie unzusammenhängende Informationen über die Entwicklungsergebnisse und die daran zusammenarbeitenden Teams an einem zentralen, durchsuchbaren Ort zusammenführt.