اپلیکیشن توزیع شده به دسته‌ای از کامپیوترها یا نودهای مستقل گفته می‌شود که روی سرورهای متفاوت اجرا شده و در کنار همدیگر در نهایت به عنوان یک واحد مستقل کار می‌کنند. بیشتر زمانی از این ساختار استفاده می‌شود که قصد انجام محاسبات پیچیده و بزرگ را داشته باشیم. در این صورت به جای اینکه همه فشارها روی یک سیستم باشد، می‌توانیم با حجم بهینه‌سازی بسیار بیشتری همه کارها را پیش ببریم.

به عنوان یک توسعه دهنده ممکن است که از چنین ساختاری استفاده یا حتی آن را ایجاد کرده باشید و به خوبی از اینکه چنین ساختاری نیز وجود دارد خبر داشته باشید. در دیاگرام زیر یک نمونه کلی از این ساختار را می‌توانید مشاهده کنید.

اگر با AWS آشنایی داشته باشید مطمئنا از دیاگرام بالا سر در می‌آورید و می‌دانید کارها به چه شکلی پیش می‌رود. اما در هر صورت، در دیاگرام زیر ما سرویس‌های متنوعی مانند AWS Lambda، DynamoDB، SQS و… را داریم که همگی به صورت سرویس‌ها و اپلیکیشن‌های مستقل عمل می‌کنند.

جالب اینجاست که در چنین ساختاری شما حتی می‌توانید هر کدام از سرویس‌ها و برنامه‌ها را روی یک سرور متفاوت در یک کشور متفاوت اجرا کنید. برای مثال در دیاگرام بالا می‌توانیم AWS Lambda را در آمریکا و DynamoDB را در اروپا اجرا کنیم و در نهایت براساس طبیعت خود اپلیکیشن‌های توزیع شده همه آن‌ها را به صورت یک واحد یکپارچه اجرا کنیم چرا که در نهایت تمام این موارد با همدیگر ارتباط برقرار خواهند کرد.

اپلیکیشن‌های توزیع شده به چه صورتی کار می‌کنند؟

همه اپلیکیشن‌های توزیع شده براساس شبکه‌هایی درونی کنار همدیگر کار می‌کنند. شبکه‌ها برای توزیع محاسبات میان نودهای مختلف بهم متصل استفاده می‌شوند. اما قبل از اینکه به صورت کلی با چنین ساختاری آشنا شویم نیاز است بدانید که سه دسته کلی برای اپلیکیشن‌های توزیع یافته یا توزیع شده وجود دارد که در ادامه با هرکدام آن‌ها آشنایی پیدا خواهیم کرد.

• اپلیکیشن‌های توزیع یافته: این دسته که جزو اولین حالت‌های Distributed Application است شکل سنتی این حالت بوده و در آن کامپوننت‌ها براساس یک شبکه برای اجرا کردن یک درخواست ارتباط می‌گیرند.
• اپلیکیشن‌های محاسباتی توزیع یافته: این موارد سیستم‌های توزیع یافته مخصوصی هستند که شامل نودهای توزیع شده مختلفی می‌شوند که در نهایت برای اجرای یک وظیفه خاص در کنار همدیگر قرار می‌گیرند. برای مثال گاهی پیش می‌آید که شما به یک سیستم پردازشی قدرتمند و سریع نیازمندید تا بتوانید یک رمز را دی-کد کنید.
• سیستم‌های موافق توزیع یافته: این مورد نیز جزو همان سیستم‌های توزیع یافته اختصاصی‌ست که برای نهایت سرعت و قدرت در امر پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیشتر برای پردازش‌های موازی و چند رشته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال اگر شما سیستمی ایجاد کنید که به صورت موازی (پردازش موازی) در حال بررسی کردن اعداد زوج است و حجم این اعداد نیز بسیار زیاد است استفاده کردن از چنین سیستمی کاربردی خواهد بود. البته این مثال به نظر ساده می‌رسد اما در ابعاد و دامنه بزرگ نیاز به حجم عظیمی از پردازش دارد.

در هر صورت، فارغ از اینکه کدام مورد بالا را مد نظر بگیریم، تمام اپلیکیشن‌های توزیع یافته شامل مکانیسمی می‌شوند که در آن داده‌ها بین سرویس‌ها به اشتراک گذاشته شده و نودها در آن‌ با همدیگر ارتباط برقرار خواهند کرد. معمولا در چنین سیستم‌هایی از استانداردهای ارتباطی مانند REST و SOAP نیز استفاده می‌شود.

با استفاده کردن از چنین مکانیزم‌های استانداردی، نودها می‌توانند پیام‌ها و داده‌های مورد نظر را بین همدیگر به اشتراک بگذارند و کلیت اپلیکیشن را در نهایت سرعت به راه بیاندازند.

مزایای استفاده از اپلیکیشن‌های توزیع یافته

اپلیکیشن‌های توزیع یافته گستره بزرگی از فواید و مزایا را برای کاربران‌شان ایجاد می‌کنند که در ادامه در ارتباط با این موارد نیز صحبت خواهیم کرد.

• کمترین میزان شکست: از آنجایی که در اپلیکیشن‌های توزیع یافته هر نود به صورت مستقل کار می‌کند اگر یک اپلیکیشن یا سرویس از کار بیافتد کل اپلیکیشن و سیستمی که ارائه می‌دهید از کار نخواهد افتاد و دیگر بخش‌ها به کارشان ادامه خواهند داد.
• مقیاس‌پذیری بهتر: شما با اضافه یا حذف کردن نودها به سیستم می‌توانید به راحتی بزرگی اپلیکیشن را دستکاری کنید و انجام چنین کاری بدون مشکل و دردسر خواهد بود.
• کارایی بهتر: در اپلیکیشن‌های توزیع یافته سرعت اجرای درخواست‌ها افزایش یافته و تاخیر کمتری در این حالت بوجود می‌آید. همچنین ارائه پاسخ به هر درخواست براساس نزدیکی جغرافیایی صورت می‌گیرد. از این جهت اگر کاربری از خاورمیانه به اپلیکیشن دسترسی پیدا کند، نزدیک‌ترین سرور در آن منطقه جغرافیایی به کارهای وی پاسخگو خواهند بود.

چالش‌های مدیریت اپلیکیشن‌های توزیع یافته

با وجود آنکه اپلیکیشن‌های توزیع یافته مزایای بسیار زیادی دارند اما چالش‌ها و مشکلات مربوط به خودشان را دارند. در زیر به چند مورد از این چالش‌ها خواهیم پرداخت:

• پیچیدگی بالا: از آنجایی که شما اپلیکیشن‌های‌تان به صورت توزیع یافته توسعه می‌یابند مشکلات مدیریتی بالایی پیدا می‌کنند. این موضوع از ابتدای پیاده‌سازی تا نگهداری آن به همین شکل است.
• حل کردن مشکلات: از آنجایی که اپلیکیشن شما به صورت توزیع یافته مدیریت می‌شود، حل کردن خطا و پیدا کردن آن سخت است.

در پایان

استفاده از اپلیکیشن‌های توزیع شده یک رویکرد نسبتا مدرن برای اپلیکیشن است و شرکت‌ها و بیزینس‌های بزرگ بسیار زیادی هستند که از این رویکرد استفاده می‌کنند. جدای از آن برای مدیریت بهتر و البته مدرن‌تر اپلیکیشن‌تان می‌توانید از سرویس‌های موجود در پچیم استفاده کنید. پچیم یک دستیار مدیریت سرور و سایت (Devops) قوی با تعرفه و قیمت مناسب است.