113408a Verteilte Systeme

Zuletzt geändert:	07.06.2024 / Mullaewa
EDV-Nr:	113408a
Studiengänge:	Medieninformatik (Bachelor, 7 Semester), Prüfungsleistung im Modul Verteilte Systeme in Semester 3 4 6 7 Häufigkeit: S25; S26; S27
Dozent:
Sprache:	Deutsch
Art:	V, Ü
Umfang:	4 SWS
ECTS-Punkte:	5
Prüfungsform:
Bemerkung zur Veranstaltung:	Deutsch Teilnehmerbeschränkung
Beschreibung:	**** Wichtiger Hinweis zum Wintersemester 2020/21 * Die Veranstaltung wird während der SARS-CoV-2-bedingten Beschränkungen im WIntersemester 2020 zunächst als synchroner Distance-Learning-Kurs geplant. Der Zugang erfolgt über das e-Learning-System Ilias. Es gilt der Stundenplan laut Starplan. Falls oder wenn wir uns wieder in Hörsälen treffen dürfen, gilt der jeweils in Starplan angegebene Raum. Im Ilias ist ein BBB Raum angelegt zum Besuch der Veranstaltung. Die Vorlesungsunterlagen finden Sie auf https://kriha.de/ds.html ****************************************************************** Die Vorlesung orientiert sich an aktuellen Entwicklungen im Bereich Verteilter Systeme, die durch den Schwerpunkt auf Skalierbarkeit gekennzeichnet sind. Sie richtet sich an Software Entwickler aber auch an Netzwerk-Spezialisten die die Grundlagen verteilter Systeme kennenlernen wollen. Die Vorlesung ist stark theoretisch ausgerichtet und legt in den ersten Veranstaltungen den Grundstein für ein systematisches Verständnis. Das wissenschaftliche und didaktische Konzept der Veranstaltung ist unter https://kriha.de/DistributedSystemsLectures.html beschrieben, mit einem Fokus auf den Veränderungen in 15 Jahren. Als Vorlesung ist die Veranstaltung klassisch strukturiert und theoretisch ausgerichtet. Praktische Paper-Pencil Übungen sollen die Kompetenz im Entwurf verteilter Systeme verbessern. Sie werden in Gruppen bearbeitet und sind stark auf Konzepte ausgerichtet. Obwohl es sich um eine Vorlesung mit hohem Stoffanteil handelt, ist der Stil stark diskursiv und mit vielen Diskussionen über alternative Designsichten durchsetzt. Studierende erwerben die Kompetenz Entwürfe kritisch zu hinterfragen und Alternativen zu erstellen. Praktische Projekte von Studierenden werden in Rahmen der Vorlesung vorgestellt und gemeinsam analysiert und diskutiert. Am Ende der Veranstaltung wird von den Studierenden die Kompetenz zur richtigen Beurteilung von Lösungen um Bereich Verteilter Systeme - unter Berücksichtigung von Skalierung, Sicherheit und Performanz - erwartet. Dazu gehört die Kompetenz auf Grund der erworbenen theoretischen Hintergründe Vorschläge auch kritisch zu hinterfragen. Einführung Verteilte Systeme Bedeutung und Prinzipien der Verteilung Verteilung in anderen Gebieten Funktionsweise von Middleware Middleware für verteilte Systeme Topologien Message Passing, Queuing Theory, Process und i/O Modelle Architektur von C/S Systeme Messages in C/S Systemen Asynchronous Processing Single threaded/multithreaded process models DS Models Fifo, Causal, total ordering Reliable Broadcast Models Delivery Guarantees und Failure Modes Sockets und das Socket API Socket Programmierung Remote Procedure Calls Die 8 Todsünden verteilter Systeme Lokale vs. entfernte Aufrufe Marshaling und Interface Definitionen Beispiele von RPC Systemen Java native interfaces/Marshaling Services DCE CORBA Web Services SOA Microservicesl Serverless Remote Objects (nur kurz und historisch) Transparenz, Interfaces und Interface Definition Language CORBA Objekt Services Java Remote Interfaces Remote Bank Programmierbeispiel Threading, Fehler in der Synchronisation Theorie verteilter SystemeI CAP, FLP Theoreme Zeit und Kausalität Replication und Konsistenz Fehler und Protokolle Distributed Services I Objekt Services Load Balancing und Availability Message Queues DHT und konsistent hashing Distributed Services II Persistenz Transaktionsdienste und Modi NOSQL Protokolle für distributed consensus Sicherheit in Verteilten Systemen I Bedrohungen und Attacken Passwortprobleme Grundlagen der Cryptographie Protokolle verteilter Sicherheit Sicherheit in Verteilten Systemen II Anonymität Peer-to-Peer Sicherheit Single-Sign-On Infrastruktur Sicherheitsinfrastruktur Componenten Frameworks (Historisch) Defizite Verteilter Objekte Componentenarchitektur Separation of Context und Concerns Beispiel EJB Design Verteilter Applikationen Grundlagen verteilten Designs Informationsarchitektur vert. Systeme Distributionsarchitektur Cluster Technologie Fehlertoleranz und Patterns System Management System Management Aufgaben Verteiltes Management und Observability Common Information Modell Monitoring in DS Peer-to-Peer Technologie Edge of the Internet P2P Architekturen Distributed hashtables Beispielarchitekturen: Blockchain, Kademlia Ultra-large-scale Architectures Design Patterns Core Algorithms Scaling tools and architectures Übungen** Paper-Pencil Übungen in Gruppen. Zeit jeweil 15-20 Minuten. Konzeptorientiert
Literatur:	Literaturhinweise finden sich in den Unterlagen zu jeder Vorlesung. Siehe Internetquellen. Weitere Literatur finden Sie in der HdM-Bibliothek.
Internet:	lecture notes, exercises and discussions on distributed systems: http://www.kriha.de/krihaorg/distributedsystems.html