本书新版进行了全面修订和扩展，将原理和范型重新拆分并整合为9个章节，包括概述、架构、进程、通信、命名、协调、复制和容错。全书对基础知识和特定主题进行了分离，后者被组织成不同的章节模块，在第一次阅读时可以跳过。为了帮助读者更好地理解算法部分，本书提供Python示例程序。

马滕·范·斯廷（Maarten van Steen）
荷兰信息与通信技术学术研究国家平台主席，荷兰国家科学基金会科学委员会成员。研究方向为分布式系统与无线系统，并长期从事分布式系统的教学工作。1983年于特温特大学获应用数学专业理学硕士学位，研究领域为组合优化，尤精于图论。1988年于莱顿大学获计算机科学博士学位，研究方向为操作系统建模，成功构建出接近真实系统的模型。毕业后进入荷兰应用科学研究组织从事并行计算方面的研究。1993年就职于鹿特丹伊拉斯说大学，1994年以助理教授身份加盟阿妈斯特丹自由大学，2002年受聘为正教授。2015年调任特温特大学，曾任数字社会研究所科学主任。

安德鲁·S.塔嫩鲍姆(Andrew S. Tanenbaum )
阿姆斯特丹自由大学荣休教授，荷兰皇家艺术与科学院院士，ACMFellow，IEEEFellow。他撰写的计算机教材享誉全球，被翻译为20种语言在各国大学中使用。他开发的MINIX操作系统是一个开源项目，专注于高可靠性、灵活性及安全性。他曾获得享有盛名的欧洲研究理事会卓越贡献奖，以及ACM和IEEE的诸多奖项。

目　　录
Distributed Systems, Fourth Edition
第1章　简介　　1
1.1　从网络系统到分布式系统　　1
1.1.1　分布式与去中心化系统　　2
1.1.2　区分二者为何重要　　4
1.1.3　学习分布式系统　　5
1.2　设计目标　　6
1.2.1　资源共享　　6
1.2.2　分布透明性　　6
1.2.3　开放性　　9
1.2.4　可靠性　　11
1.2.5　安全性　　12
1.2.6　可扩展性　　14
1.3　分布式系统的简单分类　　20
1.3.1　高性能分布式计算　　20
1.3.2　分布式信息系统　　23
1.3.3　普适系统　　27
1.4　陷阱　　33
1.5　小结　　33
第2章　架构　　35
2.1　架构风格　　35
2.1.1　分层架构　　36
2.1.2　面向服务的架构　　39
2.1.3　发布-订阅架构　　43
2.2　中间件和分布式系统　　46
2.2.1　中间件组织　　47
2.2.2　可修改中间件　　49
2.3　分层系统架构　　49
2.3.1　简单的客户端-服务器
架构　　50
2.3.2　多层架构　　50
2.3.3　示例：网络文件系统　　52
2.3.4　示例：Web　　54
2.4　对称分布式系统架构　　56
2.4.1　结构化对等系统　　56
2.4.2　非结构化对等系统　　58
2.4.3　分层组织的对等网络　　60
2.4.4　示例：BitTorrent　　61
2.5　混合系统架构　　62
2.5.1　云计算　　62
2.5.2　边缘-云架构　　63
2.5.3　区块链架构　　66
2.6　小结　　68
第3章　进程　　70
3.1　线程　　70
3.1.1　线程简介　　70
3.1.2　分布式系统中的线程　　77
3.2　虚拟化　　79
3.2.1　虚拟化原理　　80
3.2.2　容器　　83
3.2.3　虚拟机与容器的比较　　87
3.2.4　虚拟机在分布式系统中
的应用　　87
3.3　客户端　　89
3.3.1　网络用户界面　　89
3.3.2　虚拟桌面环境　　91
3.3.3　用于分布式透明性的
客户端软件　　93
3.4　服务器　　94
3.4.1　常规设计问题　　94
3.4.2　对象服务器　　96
3.4.3　示例：Apache Web
服务器　　100
3.4.4　服务器集群　　101
3.5　代码迁移　　105
3.5.1　迁移代码的原因　　105
3.5.2　代码迁移模型　　108
3.5.3　异构系统中的迁移　　110
3.6　小结　　112
第4章　通信　　114
4.1　基础　　114
4.1.1　分层协议　　114
4.1.2　通信的类型　　119
4.2　远程过程调用　　120
4.2.1　基本的RPC操作　　120
4.2.2　参数传递　　124
4.2.3　基于RPC的应用支持　　127
4.2.4　RPC的变体　　130
4.3　面向消息的通信　　131
4.3.1　使用套接字的简单瞬时
消息　　131
4.3.2　高级瞬时消息　　135
4.3.3　面向消息的持久通信　　140
4.3.4　示例：高级消息队列
协议　　144
4.4　多播通信　　148
4.4.1　基于树的应用层多播　　148
4.4.2　基于泛洪的多播　　151
4.4.3　基于gossip的数据
传播　　154
4.5　小结　　157
第5章　协调　　159
5.1　时钟同步　　159
5.1.1　物理时钟　　160
5.1.2　时钟同步算法　　163
5.2　逻辑时钟　　167
5.2.1　Lamport逻辑时钟　　167
5.2.2　向量时钟　　172
5.3　互斥　　175
5.3.1　概述　　175
5.3.2　中心化算法　　175
5.3.3　分布式算法　　176
5.3.4　令牌环算法　　177
5.3.5　去中心化算法　　178
5.3.6　示例：ZooKeeper的简单
锁定　　180
5.4　选举算法　　182
5.4.1　欺负算法　　182
5.4.2　环算法　　183
5.4.3　示例：ZooKeeper中的
领导选举　　184
5.4.4　示例：Raft中的领导
选举　　186
5.4.5　大规模系统中的选举　　187
5.4.6　无线环境中的选举　　190
5.5　基于gossip的同步　　192
5.5.1　聚合　　192
5.5.2　对等采样服务　　193
5.5.3　基于gossip的覆盖网络
构建　　193
5.5.4　安全的gossip　　196
5.6　分布式事件匹配　　198
5.6.1　中心化实现　　198
5.6.2　安全的发布-订阅解决
方案　　203
5.7　位置系统　　204
5.7.1　全球定位系统　　204
5.7.2　当GPS不可用时　　205
5.7.3　节点的逻辑位置　　206
5.8　小结　　208
第6章　命名　　209
6.1　名字、标识符和地址　　209
6.2　扁平化命名　　211
6.2.1　简单解决方案　　211
6.2.2　基于宿主位置的方法　　212
6.2.3　分布式哈希表　　213
6.2.4　分层方法　　217
6.2.5　安全的扁平化命名　　220
6.3　结构化命名　　221
6.3.1　名字空间　　221
6.3.2　名字解析　　223
6.3.3　名字空间的实现　　227
6.3.4　示例：域名系统　　231
6.3.5　示例：网络文件系统　　238
6.4　基于属性的命名　　242
6.4.1　目录服务　　242
6.4.2　分层实现：LDAP　　243
6.4.3　去中心化的实现　　245
6.5　命名数据网络　　249
6.5.1　概述　　249
6.5.2　路由　　250
6.5.3　命名数据网络中的
安全性　　251
6.6　小结　　252
第7章　一致性和复制　　253
7.1　复制简介　　253
7.1.1　复制的原因　　253
7.1.2　作为扩展技术的复制　　254
7.2　以数据为中心的一致性模型　　255
7.2.1　一致的操作顺序　　255
7.2.2　最终一致性　　262
7.2.3　持续一致性　　265
7.3　以客户端为中心的一致性
模型　　268
7.3.1　单调读　　269
7.3.2　单调写　　270
7.3.3　读自己的写　　271
7.3.4　写跟随读　　272
7.3.5　示例：ZooKeeper中以客户端
为中心的一致性　　273
7.4　副本管理　　273
7.4.1　寻找最佳服务器位置　　274
7.4.2　内容复制和放置　　275
7.4.3　内容分发　　278
7.4.4　管理复制对象　　280
7.5　一致性协议　　283
7.5.1　顺序一致性：基于主服务器
的协议　　283
7.5.2　顺序一致性：复制-写
协议　　284
7.5.3　缓存一致性协议　　286
7.5.4　实现持续一致性　　289
7.5.5　实现以客户端为中心的
一致性　　290
7.6　示例：Web中的缓存和
复制　　292
7.7　小结　　297
第8章　容错　　298
8.1　容错简介　　298
8.1.1　基本概念　　298
8.1.2　失效模型　　301
8.1.3　通过冗余屏蔽失效　　303
8.2　进程弹性　　304
8.2.1　进程组的弹性　　305
8.2.2　失效屏蔽和复制　　306
8.2.3　崩溃失效的故障系统中
的共识　　307
8.2.4　示例：Paxos算法　　310
8.2.5　具有任意失效的故障系统中
的共识　　318
8.2.6　区块链系统中的共识　　325
8.2.7　实现容错的一些限制　　326
8.2.8　失效检测　　328
8.3　可靠的客户端-服务器
通信　　329
8.3.1　点对点通信　　329
8.3.2　出现失效时的RPC
语义　　330
8.4　可靠多播通信　　334
8.4.1　可靠多播通信简介　　334
8.4.2　可靠多播的可扩展性　　336
8.4.3　原子多播　　338
8.5　分布式提交　　342
8.6　恢复　　348
8.6.1　恢复简介　　348
8.6.2　检查点　　349
8.6.3　消息日志　　351
8.7　小结　　353
第9章　安全　　354
9.1　安全简介　　354
9.1.1　安全威胁、策略和机制　　354
9.1.2　设计问题　　356
9.2　密码学　　360
9.2.1　基础　　360
9.2.2　对称和非对称密码系统　　361
9.2.3　哈希函数　　363
9.2.4　密钥管理　　365
9.3　身份验证　　371
9.3.1　身份验证简介　　371
9.3.2　身份验证协议　　372
9.4　分布式系统中的信任　　381
9.4.1　面临任意失效时的
信任　　382
9.4.2　信任一个实体　　382
9.4.3　信任一个系统　　385
9.5　授权　　386
9.5.1　访问控制中的一般
问题　　386
9.5.2　基于属性的访问控制　　389
9.5.3　委托　　391
9.5.4　去中心化授权：示例　　394
9.6　监控　　397
9.6.1　防火墙　　397
9.6.2　入侵检测：基础　　398
9.6.3　协同入侵检测　　399
9.7　小结　　400
参考文献　　401