通信
通信简述
通信是分布式系统中最重要的概念之一。分布式系统中多个设备的交互必须依赖于通信。
为什么分布式系统需要通信
分布式的定义就是一组设备的组合工作，而不同的设备之间如果需要交互，那么一定需要进行通信。无论是通过网线还是电话线或者WIFI。
分布式系统下通信的几种方式
- 点对点；单个设备与单个设备之间的通信使用点对点通信。常用于设备交互和心跳探测等。
- 多播；单个设备需要通知消息给其他所有设备，那么使用广播。常用于分布式系统中设备的管理（新设备增加或删除旧设备时的快速通知）和复制过程（更新数据广播给其他副本设备）。
通信实现
- RPC；点对点
- MQ；点对点、组播或广播。
- 网关；点对点
- GossIP；点对点，传染。
- FIFO；点对点。
RPC
RPC是一个点对点的远程过程调用协议，用于实现设备之间的普通交互通信。
如C/S中的通信；微服务风格中的服务之间通信；SOA中的RPC通信；Zookeeper中的RPC通信。
特点
稳定、点对点、容错
应用场景
任何类型的分布式系统中。
优缺点
优点：可以实现服务发现、负载均衡、可读性等。
缺点：不适合一些开放的接口交互，适配和安全性等问题，参考《架构-需求-可扩展性》。
MQ
MQ是一个支持多种通信方式的协议，用于实现设备之间更加灵活的通信。
如WEB系统中MQ的异步通信；MQ的发布订阅模式。
特点
灵活、点对点、多播
应用场景
多用于分布式信息系统中，如WEB系统、企业信息系统等。
优缺点
优点：灵活，支持点对点和主题订阅等多种方式。
缺点：需要额外的维护MQ组件。
网关
MQ是一个点对点通信的技术，用于实现设备之间功能更加多样化的通信。
如WEB系统中网关的服务治理、安全处理、流控、熔断等；
特点
点对点，功能多样
应用场景
多用于分布式信息系统中，如WEB系统、企业信息系统等，且大多用于提供标准的接口时。
优缺点
优点：灵活，支持点对点和主题订阅等多种方式。
缺点：需要额外的维护MQ组件。
GossIP
GossIP是一个点对点的通信协议，用于设备之间的快速通信，可以实现指数级的通信。
很多人理解GossIP协议是一个共识算法，包括周志明的《凤凰架构-Gossip 协议》，但实际上这种表述是错误的。
共识算法是多个设备对于一种状态达成共识，而GossIP仅仅是传播这种状态。两者是配合关系，共识算法是一个时设备状态共识的算法，而协议只是通信目的，为了实现更快的状态传播，从协议和算法两个完全不同的含义上就可以看出来。
如果说GossIP是一个共识协议，那任意的广播协议也都算共识协议了，所以这种表达是错误的。
具体GossIP协议可参考Gossip protocol for Wikipedia
特点
快速、多播
应用场景
GossIP由于其指数级的通信速度，通常用于广播通信方式中，多用于分布式存储系统中。
- 集群中节点管理；加入和删除时告知其他节点，从而管理集群中的节点，比如获取集群可用节点时，由于GossIP快速通信，那么就可以很快的知道当前集群中的可用节点。在分布式存储系统中，只有其他节点知道了新节点的加入和删除，才能实现集群数据的一致性，所有设备必须感知到新节点的加入和旧节点的剔除。
- 元数据更新；系统中设备元数据发生变化后，通知其他设备。比如某个设备存储的分片键从0-100变为了0-200；
基本原理
- A发起：A告诉B，A告诉C，A告诉D。
- B收到后：B告诉A，B告诉D，B告诉E。
- C收到后：C告诉A，C告诉F，C告诉H。
- 。。。。。。
最终实现所有设备都收到消息。
优缺点
优点：通信速度快
缺点：设备过多时会造成数据风暴，A->B，B->C，C->xxx 后续多轮后，可能是 G->B，R->B，B重复收到了多次消息，导致集群中一次通信数据循环了多次。
案例
大多数的分布式存储系统使用了GossIP，并且使用其管理节点和元数据的复制。需要注意的是，元数据使用其复制，但数据本身通常不使用GossIP。
- Redis使用GossIP实现元数据的复制与节点管理。
- Cassandra的元数据交互是依赖于GossIP。
