分布式系统是由跨多个节点的计算机程序组成的集合。使用分布式系统具有以下五大优势：去中心化、低成本、弹性、资源共享以及高可靠性。然而，分布式系统也面临一些挑战，包括故障、网络、环境和安全性问题。
故障模型用于描述可能发生在分布式系统中的不同类型的故障情况：
- Byzantine Failure（拜占庭故障）：节点可以任意篡改发送给其他节点的数据，是最难处理的故障类型。
- Authentication Detectable Byzantine Failure（ADB，可检测的拜占庭故障）：节点可以篡改数据，但不能伪造其他节点的数据。
- Performance Failure（性能故障）：节点未在特定时间段内收到数据，即时间太早或太晚。
- Omission Failure（遗漏故障）：节点收到数据的时间无限晚，即收不到数据。
- Crash Failure（崩溃故障）：节点停止响应，持续性的故障。
- Fail-stop Failure（停止故障）：错误可被检测，是最容易处理的故障。
拜占庭将军问题是一个经典的分布式系统中的共识问题。它包括两个版本：
- 两将军问题：两支军队的将军需要通过派信使来协商进攻时间，但由于信使可能被俘虏，将军之间永远无法达成共识。
- 三将军问题：在两个忠诚将军和一个叛徒将军的情况下，叛徒可能传递不同的信息给忠诚将军，导致无法达成共识。
然而，通过引入一个中央节点或者特定的协议，例如四将军问题，可以在一些特定条件下实现分布式系统中的共识。
共识和一致性在分布式系统中是重要的概念。不同客户端可能因为时机不同而产生数据读取的偏差，这导致了最终一致性的概念。为了保证所有客户端看到相同的值，需要多个节点进行协商，以达成共识，从而实现线性一致性。然而，一致性和可用性之间存在一定的矛盾。
时间和事件顺序在分布式系统中也是关键概念。Leslie Lamport 在 1978 年的论文《Time, Clocks, and the Ordering of Events in a Distributed System》中提出了事件发生的顺序和时间的概念，引入了 happened before 的概念来定义事件之间的顺序关系。逻辑时钟被创造出来，用于推导分布式系统中事件的逻辑先后关系，实现事件的全序排序。
