real-time - 实时分布式系统的基本要素是什么？

Question

我正在承包契约(Contract)，今天已经进行了第一轮面试，以了解承包商的职位。我已经通过了，但是我被告知-主要是一名UI开发人员-我只介绍了他们后端所需的基础知识，我应该在第二轮之前阅读一下分布式系统。

到目前为止，我一直从事邮政业，因为那里从来不需要实时。
既然我只剩下几天了，那么我需要讨论哪些主题是必不可少的？首先是能够回答他的问题，并且通常被认为在分布式系统中足够吗？

问题是如何在UI上实时显示数据？后端需要做什么？我已经提到了用于实时数据馈送的生产者/消费者模式。他喜欢它，但他说在第二次面试中他需要更多。

任何帮助将非常感激，

Answer 1

分布式实时系统的基本要素是什么？

分布式实时系统由问题域或解决方案域(或两者)施加的两个具有挑战性的属性集。

分散式

分布式系统通过通信机制将具有本地属性的多个独立计算实体链接在一起。因此，算法和其他设计组件必须考虑同步和失败模型。 Deutsch的Eight Fallacies of Distributed Computing中包含有关分布式计算问题的有用摘要(并非完全客观)。 (请参阅this useful exposition。)在(实时)分布式设计中考虑所有这些都是很有用的。每个都是针对基本设计和实现问题的出发点:

网络可靠

延迟为零

带宽是无限的

网络是安全的

拓 flutter 不会改变

一位管理员

运输成本为零

网络是同构的

即时的

实时实时系统是这样一种系统，其中操作完成的及时性是该系统功能要求和正确性度量的一部分。 (我打开了一个 SO question here试图澄清这一点。)实际上，几乎所有系统都可以被视为“软”实时的，因为通常对操作的及时性有不言而喻的要求/期望。对于未满足时间限制的系统，我们保留 实时术语，有时用 soft 或 hard 限定。请注意，以上谬论中总结的许多问题与及时性相交。 (另请参见 real-time tag wiki)

值得注意的是，RT(和DRT)系统存在于连续的需求中，其中“确定性”(或传统上称为 硬实时)处于一个极端。但是，许多系统都具有非常重要的时间限制，但是这些时间限制是不确定的。特别是在DRT系统的情况下，将 Activity 紧急与 Activity 优先级的概念分开也是很有用的。在延迟和故障是真实的因素和不重要的因素的大型系统中，显式管理计算和通信资源以实现及时性和其他设计要求变得更加重要，而这两个维度的分离也变得重要。

实时组成分布式

明确的及时性要求-有哪些要求，它们如何映射到 Activity ，它们是真正的跨节点及时性要求，如何在设计和实现中明确表示时间限制以及如何检测，报告和报告故障康复了？

时间同步-实现时钟同步的要求和机制是什么？ Wiki on clock synchronization;许多应用程序只需要NTP；更加严格的要求可能需要特殊的硬件(例如IRIG-B)或方法。

同步要求-同步假设有哪些约束和对系统同步的要求？这连接到时钟同步，但不完全相同。一些thoughts on formal models from Doug Jensen;关于Asynchronous System和Synchronous的维基百科; SO question on partial event ordering;

设计模式-什么是运动部件，它们在运输中如何关联？ (尤其是这些关系如何影响及时性？)

中间件—您将如何编码系统的分布式方面？示例包括实时CORBA(这是good page from OIS)或DDS。

时间约束-您将如何记录，度量和实现系统中的时间约束？

部分故障-实时系统通常具有可靠性要求。分布式系统独特的方面之一是潜在的全部故障类别，称为“部分”故障，这是由于真正的崩溃/通信故障或必须视为故障的及时性错误引起的。 SO question on failover approaches;

RTOS —将使用哪种实时操作系统？

一些引用

对于DRT系统的相当传统的介绍，请查看 Kopetz' book。要获得更动态的 View ，请查看Jensen的工作和 his website are recommended。在Java Realm ，我建议阅读优秀的 "Introduction to Reliable Distributed Programming"。它没有解决及时性问题的全部问题，但是确实以一种特别清晰的方式解决了部分故障。

近来，(不可靠的)故障检测器的概念已经作为有用的同步结构出现，从而为DRT系统提供了有用的理论推理和实用的公式/设计/构造技术。关于这一主题的开创性论文是Aguilera，Le Lann和Toueg的 On the impact of fast failure detectors on real-time fault-tolerant systems。这篇文章颇有说服力，但对每一盎司的智力投资都会有所返回。