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分散化的诱惑(171116) 精选

已有 6028 次阅读 2017-11-16 09:37 |个人分类:计算机|系统分类:科研笔记|关键词:分布式 集中式

分散化的诱惑(171116

闵应骅

IEEE Spectrum 2017/11号上发表一个电视节目的反馈,叫“THE LURE OF DECENTRALIZATION”。此文谈的是一个老问题,我在过去的博文里多次提到分散和集中的矛盾,它们各有好处,也各有问题。最近美国一个电视人推出一个叫“硅谷”的节目,头牌主持人Richard Hendricks 痴迷于建造分散式网络的梦想,其中提到近年来许多人努力在做分散式的互联网。回想到上世纪八十年代,大部分通信网络都是集中式的。在美国,AT&T是一个由政府规定的垄断企业,连接是专用的点对点通道,连接非Western Electric Co.(这是AT&T的公司)及其子公司的设备是被禁止的。此后,互联网大发展,变成开放的、分散的,包交换保证了它的健壮性,互联网协议强制开放和互通。端到端原理是只管数据从一个点移到另一个点,不管它经过那些点,成为网络透明性的指导原则。半个世纪以后,网络仍然是分散式的,但其上的WWW却不是。一些大公司实际控制了流量和贸易,政府监控Web,控制存取,而成为许多监控者之一。那么,P2P是不是回答了这个问题呢?

技术人员有有力的工具创建分布式系统,譬如Mesh网络,P2P协议,密码,和区块链。最近的努力包括给予区块链的以太坊。有人提出“没有脸书的脸书”,“没有优步的优步”,这是可能的,但好像又不太可能。

Napster是一个P2P网络,曾经很成功,但有一个中央目录,也不是完全分散。它是一个比特流,用P2P协议,曾广泛应用了一段时间。

Richard Hendricks 想象他的P2P网络存储数据于一批手机里面。问题是我的数据愿意随机地存到别人手机里吗?10年以后,也许我要那些照片,那些手机也许没了,数据也许已经抹掉了。用节点实现的系统对此没有一个人负责。当Mesh网络失效,我找谁去?还得找区块链。

另一方面,分布式体系结构有一个工程内涵。它提供有机增长和恢复,它是民主使用和控制的摇篮。有时候,无人负责可能是好事。正如法律学者Larry Lessig所指出的:管理靠四个因素实现:法律、标准、市场、和体系结构。记住,工程师们只能控制其中之一。


分散和集中管理各有长短。分散管理局部可以高效率,全局性同步会很困难,出错影响面小;而集中控制对于局部事务严重影响效率,出现全局性错误影响就很大。在多处理器系统中,一个处理器可以完成的事情,它自己就解决了,用不着启动全局,计算效率就会高。如果它每一步都要请示控制中心,增加了许多通讯,效率就下去了。但是,当它们进行大型问题的计算的时候,就必须同步,按照统一的步伐进行,中央控制就显得比较有效。又如图像处理的CPUGPU混合芯片,自己增加了许多数字信号处理的技术,在一个相当复杂的计算中,不需要中央`控制,也不需要向中心汇报,自己单独处理,效率就高多了。回想在RISCCISC的长期争论中,简短指令也是有这个好处。出错的影响也限于局部,不像集中控制,如果中央控制出现错误,那就一定是大错,影响会很严重,容错也就会比较难。但集中控制便于启动大任务,能够动用大量资源,而这对于分散控制系统就比较困难。在网络环境下,情况完全类似。P2P提供了一种局部化的方案,但给全局的管理出了难题。现在讲人工智能也有这个问题,把个体搞得很强大,中央控制就会更困难。




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