Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage:

• Anforderungen und Designmöglichkeiten komplexer, verteilter Systeme zu beschreiben
• Grundlegende Methoden und Algorithmen verteilter Systeme anzuwenden, sowie deren Vor- und Nachteile und Einsatzmöglichkeiten zu erklären
• Paradigmen und Konzepte aktueller Technologien und Werkzeuge für verteilte Systeme zu verstehen und anzuwenden
• Anwendungsgrenzen verteilter Systeme zu diskutieren

Diese Vorlesung wird in folgende Bausteine aufgeteilt. Jeder Teil wird an einem oder mehreren Terminen abgehalten. Die unten angegebene Dauer der einzelnen Vorlesungen sind Durchschnittswerte. Es kann durchaus sein, dass einzelne Themen bereits nach 75 Minuten ausreichend besprochen wurden, während es bei anderen Themen länger als 90 Minuten dauert.

1. Kursübersicht, Verteilte Systeme - Einführung und Architekturen

• Inhalte/Ziele:
• Kursübersicht
• Verständnis, was ein verteiltes System ist
• Verständnis der grundlegenden Prinzipien verteilter Systeme
• Einführung von grundlegenden Architekturmodellen verteilter Systeme

• Vorlesung: 2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 1+2

2. Prozesse und Kommunikation

• Inhalte/Ziele:
• Übersicht über Prozesse, Threads und Kommunikation in verteilten Systemen
• Einführung von unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen (Architekturen, Protokolle, Schichten, Algorithmen)
• Übersicht über Kommunikationsmiddleware und -technologien

• Vorlesung: 2x2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 8 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 3+4

3. Benennung

• Inhalte/Ziele:
• Übersicht der Aufgaben und Herausforderungen von Benennung und Namensauflösung
• Einführung von Namenssystemen und Namensauflösung, d. h. flache Benennung, strukturierte Benennung und Attribut-basierte Benennung

• Vorlesung: 2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 5

4. Fehlertoleranz in verteilten Systemen

• Inhalte/Ziele:
• Einführung in die Fehlertoleranz
• Belastbarkeit von Prozessen
• Zuverlässige Client-Server-Kommunikation

• Vorlesung: 2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 8

5. Synchronisierung und Koordination

• Inhalte/Ziele:
• Physikalische Uhren, logische Uhren, Vektoruhren
• Wahlalgorithmen

• Vorlesung: 2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 6

6. Konsistenz und Replikation

•  Inhalte/Ziele:
• Daten-zentrierte Konsistenzmodelle
• Client-zentrierte Konsistenzmodelle
• Replika-Management
• Konsistenzprotokolle
• Caching

• Vorlesung: 2x2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 8 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 7

7. Sicherheit

•  Inhalte/Ziele:
• Einführung in die Sicherheit verteilter Systeme
• Sichere Kanäle
• Sicherheitsmanagement
• Zugriffskontrolle

• Vorlesung: 2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
• Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 9

8. Anwendungen und Technologietrends

•  Inhalte/Ziele:
• Übersicht aktueller Anwendungen und Technologien in verteilten Systemen
• Peer-to-Peer Computing
• Service-oriented Computing
• Cloud Computing

• Vorlesung: 2 Stunden
• Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
• Literatur: Wird im TUWel bekanntgegeben. 

9. Prüfungsvorbereitung im Selbststudium (keine Vorlesungseinheit)

• Ziel: Wiederholung aller Konzepte und Prinzipien für die Abschlussprüfung
• Studentische Selbststudienzeit: 15 Stunden

Im Rahmen der Vorlesung wird die Theorie verteilter Systeme erläutert und Querverbindungen zwischen den einzelnen Unterthemen hergestellt. Es wird erwartet, dass sich die Studierenden anhand des Lehrbuchs auf die einzelnen Vorlesungstermine vorbereiten und diese nachbereiten.

Hinweis: Im Rahmen der parallel laufenden Laborübungen (Verteilte Systeme UE) werden ausgewählte Themen der VO durch Programmieraufgaben weiter vertieft.

Die Vorlesung wird auf Deutsch und Englisch abgehalten. 

ECTS-Breakdown:

3 ECTS = 75 Stunden, davon 20 Stunden Vorlesung, 40 Stunden Vorlesungsvorbereitung und 15 Stunden Wiederholung für die Prüfung.

Konkrete Termine:

10.10.2022 - Einführung und Architekturen (Dustdar)
17.10.2022 - Prozesse und Kommunikation I (Morichetta)
24.10.2022 - Prozesse und Kommunikation II (Morichetta)
31.10.2022 - keine Vorlesung
07.11.2022 - Benennung (Nastic)
14.11.2022 - Fehlertoleranz (Nastic)
21.11.2022 - Synchronisierung und Koordination (Donta)
28.11.2022 - Konsistenz und Replikation I (Frangoudis)
05.12.2022 - Konsistenz und Replikation II (Frangoudis)
12.12.2022 - Sicherheit (Morichetta)
19.12.2022 - Anwendungen und Technologietrends (Dustdar) - Online

Grundsätzlich finden Sie aktuelle Termine auch immer im TUWEL-Kurs dieser Lehrveranstaltung.

Schriftliche Prüfung.
Details zur Prüfung finden Sie auf TUWEL, die Prüfungstermine sind im TISS angeführt. Bitte beachten Sie, dass wir momentan mit fünf Prüfungsterminen planen; weiterhin besteht die Möglichkeit zur mündlichen Prüfung, falls notwendig. Die Anzahl an Plätzen pro Prüfung ist beschränkt. Sollte es aufgrund der momentanen Covid19-Pandemie nicht möglich sein, Prüfungen mit einer ausreichenden Anzahl an Plätzen anzubieten, so werden wir im Semesterverlauf weitere Prüfungstermine mit jeweils geringerer Teilnehmerzahl definieren. Es wird also in jedem Fall möglich sein, sich prüfen zu lassen - aber gegebenenfalls nicht zum Wunschtermin.  

Falls Sie eine mündliche Prüfung machen wollen, senden Sie bitte eine Mail an das Vorlesungsteam. 

Das Lehrbuch für diese Lehrveranstaltung ist die dritte Auflage des Buchs Distributed Systems von Marteen Van Steen und Andrew S. Tanenbaum (2017). Informationen zur englischen Ausgabe dieses Buches finden Sie auf der Homepage der Autoren, das Buch ist dort kostenlos verfügbar. 

Weitere Literatur wird in den Vorlesungsunterlagen bzw. TUWel benannt.

Algorithmen und Datenstrukturen, grundlegende Programmierkenntnisse.