1. Verhoogd aantal componenten en interacties: Bij een gedistribueerd systeem zijn meerdere onafhankelijke componenten betrokken, die zich vaak op verschillende machines bevinden en met elkaar communiceren. Dit introduceert een veel groter aantal potentiële faalpunten en interactiepatronen vergeleken met een gecentraliseerd systeem, waarbij alles zich op één plek bevindt. Het begrijpen en beheren van deze interacties is een grote uitdaging.

2. Netwerkafhankelijkheid en latentie: Gedistribueerde systemen zijn voor communicatie sterk afhankelijk van het netwerk. Netwerklatentie, bandbreedtebeperkingen en potentiële netwerkstoringen kunnen de prestaties en betrouwbaarheid aanzienlijk beïnvloeden. Het systeem moet zo worden ontworpen dat het op een elegante manier met deze onzekerheden omgaat, wat een aanzienlijke complexiteit met zich meebrengt. Gecentraliseerde systemen vermijden deze problemen omdat componenten rechtstreeks binnen één machine communiceren.

3. Gedeeltelijke mislukkingen: In een gecentraliseerd systeem kan één enkel storingspunt (de centrale server) het hele systeem platleggen. Hoewel problematisch, is het relatief eenvoudig te begrijpen en te hanteren. Gedistribueerde systemen kunnen echter *gedeeltelijke* storingen ervaren. Individuele componenten kunnen falen terwijl andere operationeel blijven. Het beheren van het gedrag van het systeem in deze scenario's van gedeeltelijke mislukkingen, het garanderen van gegevensconsistentie en het handhaven van de beschikbaarheid vereisen geavanceerde technieken.

4. Gegevensconsistentie en synchronisatie: Het behouden van gegevensconsistentie over meerdere knooppunten is een fundamentele uitdaging. Verschillende componenten kunnen op elk moment verschillende weergaven van de gegevens hebben. Het garanderen van consistentie vereist complexe mechanismen zoals gedistribueerde consensusalgoritmen (bijvoorbeeld Paxos, Raft), die een aanzienlijke complexiteit van ontwerp en implementatie met zich meebrengen.

5. Gelijktijdigheid en synchronisatieproblemen: Meerdere componenten kunnen gelijktijdig toegang krijgen tot gedeelde gegevens of bronnen en deze wijzigen. Dit introduceert de behoefte aan geavanceerde controlemechanismen voor gelijktijdigheid om datacorruptie en race-omstandigheden te voorkomen. Deze mechanismen zorgen voor extra complexiteit en kunnen een uitdaging zijn om correct te implementeren.

6. Foutopsporing en testen: Het debuggen van gedistribueerde systemen is aanzienlijk moeilijker dan het debuggen van gecentraliseerde systemen. Het traceren van fouten over meerdere knooppunten en het begrijpen van de ingewikkelde interacties tussen componenten vereist gespecialiseerde tools en technieken. Uitgebreid testen is ook aanzienlijk uitdagender en vereist een zorgvuldige afweging van verschillende netwerkomstandigheden en storingsscenario's.

7. Implementatie en beheer: Het implementeren en beheren van een gedistribueerd systeem over meerdere machines is aanzienlijk complexer dan het beheren van een gecentraliseerd systeem. Configuratiebeheer, monitoring en schaling worden veel ingewikkelder en vereisen gespecialiseerde tools en expertise.

8. Beveiligingsuitdagingen: Het beveiligen van een gedistribueerd systeem is complexer omdat het aanvalsoppervlak aanzienlijk groter is. Het beveiligen van communicatiekanalen, het authenticeren van componenten en het beheren van toegangscontrole over meerdere knooppunten brengen aanzienlijke beveiligingsuitdagingen met zich mee.

Samenvattend maken de inherente complexiteiten van netwerken, gelijktijdigheid, foutafhandeling en gegevensconsistentie het ontwerpen, implementeren, debuggen en beheren van gedistribueerde systemen aanzienlijk uitdagender dan hun gecentraliseerde tegenhangers. De wisselwerking is doorgaans een grotere schaalbaarheid, beschikbaarheid en fouttolerantie.