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CPU、GPU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RISC和CISC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。