VS_01_Grundlagen

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Author:
Anonymous
ID:
76724
Filename:
VS_01_Grundlagen
Updated:
2011-04-02 09:13:32
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Verteilte Systeme Grundlagen
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Skript 1 Verteilte Systeme
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  1. Definition Verteiltes System
    System, in dem sich Hardware- oder Softwarekomponentenauf vernetzten Computern befinden und nur über denAustausch von Nachrichten kommunizieren und ihreAktionen koordinieren. (Couloris)
  2. Konsequenzen verteilter Systeme
    • Nebenläufigkeit
    • Koordinationsaufwand
    • Einfache Kapazitätserhöhung durch Hinzunahme weiterer Ressourcen
    • Fehlende globale Zeit
    • Unabhängige Ausfälle -> neue Art des (Teil-)Ausfalls
  3. 3 verschiedene Größenordnungen verteilter Systeme und jeweils Beispiele
    • Embedded:
    • - Innerhalb eines Geräts, zwischen Geräten

    • IT-Technik:
    • - Kommunizierende Prozesse / Threads / Rechencluster

    • Kommerzielle Welt:
    • - Komponenten innerhalb einer verteilten Anwendung
    • - Gekoppelte Anwendungen innerhalb eines Unternehmens
    • - Gekoppelte Anwendungen zwischen Unternehmen
  4. 5 Merkmale verteiltes System: Beispiel Internet
    • Größtes zusammenhängendesverteiltes System
    • Riesiger Zusammenschlussheterogener Computernetzwerke
    • Plattform: standardisierteInternetprotokolle: IP, TCP/UDP
    • Nutzer können die verschiedenen Dienste/Anwendungennutzen, unabhängig davon, wo sie sich gerade befinden
    • Strukturierung durch Teilnetzwerke (Intranets) undBackbones
  5. 4 Merkmale Verteilter Anwendungen
    • Nutzt ein verteiltes System, um Anwendern eine in sichgeschlossene fachliche Funktionalität zur Verfügung zustellen.
    • Verteilung derAnwendungslogikauf mehrereAnwendungskomponenten
    • Jede Anwendungskomponente kann auf separatem Knoten(Rechner) des VS liegen
    • Nutzt ein VS als Kommunikationsinfrastruktur : „VerteilteAnwendung ist ein verteiltes System im weiteren Sinne“Veteilte
  6. 7 Beispiele verteilter Anwendungen
    • FTP
    • Web
    • E-Mail
    • Flugbuchungssysteme
    • Internetshops
    • Steuerungssoftware für Automobile
    • Gruppenterminkalender im Handheld
  7. 4 Arten von verteilten Anwendungen
    • Internetanwendungen
    • Informationssysteme
    • eingebettete Systeme
    • mobile Anwendungen
  8. 4 Ziele verteilter Systeme
    • Gemeinsame Ressourcennutzung
    • Transparenz
    • Skalierbarkeit
    • Offenheit
  9. Vorteile der gemeinsame Ressourcennutzung bei verteilten Systemen
    • Hardware:
    • - Kostenersparnis

    • Daten und Informationen:
    • - Informationsaustausch

    • Funktionalität:
    • - Fehlervermeidung
    • - Wiederverwendung
  10. Arten der Transparenz bei verteilten Systemen
    • - Leistungstransparenz
    • - Skalierungstransparenz
    • - Mobilitätstransparenz
    • - Ortstransparenz
    • - Zugriffstransparenz
    • - Nebenläufigkeitstransparenz
    • - Fehlertransparenz
    • - Replikationstransparenz
  11. 7 Merkmale von Nebenläufigkeit
    • Ressourcenkapselung
    • Synchronisation paralleler Zugriffe
    • Gegenseitiger Ausschluss
    • Tokens
    • Beachtung der Problematik bereits beim Design eines Objekts, das Ressourcen kapselt, auf die parallel zugegriffen wird
    • Interne Datenstruktur
    • Synchronisationspattern
  12. 3 Aspekte der Skalierbarkeit und jeweils ein Beispiel
    • Dienste: Ein Server für alle Benutzer
    • Daten: Z.B. nur ein Online-Telefonbuch
    • Algorithmen: Basierend auf vollständiger Information
  13. 3 Unterziele und jeweils ein Beispiel der Skalierbarkeit
    • Kostenkontrolle: Möglichkeit schrittweiser Erweiterung
    • Ressourcenkontrolle: Erschöpfung knapper Ressourcen verhindern
    • Leistungskontrolle: Kontrolle des Leistungsverlusts
  14. 3 Aspekte der Offenheit und jeweils ein Beispiel
    • Schnittstellen: für gemeinsamen Ressourcenzugriff
    • Kommunikation: Einheitlicher veröffentlichter Mechanismus
    • Heterogenität: Unterschiedliche Hard- bzw. Software
  15. 3 Aspekte der Sicherheit und ejweils ein Beispiel
    • Vertraulichkeit: Schutz gegen Offenlegung gegenüber Unberechtigten
    • Integrität: Schutz gegen unauthorisierte, unerkannteVeränderung
    • Verfügbarkeit: Schutz gegen Störungen
  16. 4 Handlungsoptionen bei der Fehlerverarbeitung und jeweils eine kurze Beschreibung
    • Erkennen: Verwerfen oder neu übertragen
    • Tolerieren: Berücksichtigung bereits im Design
    • Maskieren: Wiederholte Übertragung
    • Ignorieren: Schutz gegen Störungen
  17. 2 Anforderungen an verteilte Systeme und jeweils 4 Merkmale
    • Quality of Service:
    • - Zuverlässigkeit
    • - Sicherheit
    • - Anpassbarkeit
    • - Leistung

    • Leistung:
    • - Antwortzeiten
    • - Durchsatz
    • - Lastverteilung
    • - Caching und Replikation
  18. Definition Tier-Modell
    Kennzeichnet unabhängigen Prozessraum innerhalb einer verteilten Anwendung. Ein Prozessraum kann, muss jedoch nicht, einem physikalischen Rechner entsprechen.
  19. 3 Vorteile des Tier-Modells
    • Verteilung der Software zur Reduktion der Komplexität
    • Interaktive Mensch-Maschine Schnittstelle
    • Datenzentriertes Vorgehen
  20. 2 Merkmale Tier-Modell
    • jede Aufgabe wird einer einzelnen Tier zugeordnet (GUI, Logik, DB)
    • Art der Zuordnung bildet den entscheidenden Unterschiedzwischen verschiedenen n-Tier Architekturen
  21. 3 Beispiele gängiger n-Tier Architekturen
    • 2-Tier Architekturen
    • 3-Tier Architekturen
    • 4- und mehr Tier Architekturen
  22. 6 Merkmale 2-Tier-Architektur
    • Erstes und ältestes Verteilungsmodell
    • Client- und Server-Tier
    • Verteilung der Anwendungslogik auf Client- und Server-Tier kann variieren
    • Präsentation auf Client
    • Logik auf Server oder CLient
    • Datenhaltung auf Server
  23. 2 Vorteile und 3 Nachteile der 2-Tier-Architektur
    • Vorteile:
    • - Einfach und schnell umzusetzen
    • - Performant

    • Nachteile:
    • - schwer wartbar
    • - schwer skalierbar
    • - Software-Update Problem
  24. Tiers bei 3-Tier-Architektur und deren Aufgabe
    • Client-Tier: Präsentation
    • Middle-Tier: Anwendungslogik
    • Server-Tier: Datenhaltung
  25. Merkmale 4- und Mehr-Tier-Architekturen
    • Anwendungslogikauf der Middle-Tier wird auf mehrere Tiers verteilt
    • Minimierung der Komplexität
    • Besserer Schutz einzelner Anwendungsteile
    • Verwendung mehrere Anwendungsprozesse
  26. Beispiel 4-Tuer-Architektur (Grafik)
  27. Technologie-Mapping (Grafik)
  28. 4 Merkmale Cloud / Software as a Service
    • Anwendung wird durch externen Betreiber betrieben
    • Browser-basierter Zugriff
    • Multi-Mandantenfähige Applikationen, die von mehrerenUnternehmen genutzt werden
    • Mietmodelle => Wenig Anfangsinvestitionen
  29. 4 Merkmale Service Oriented Architecture (SOA)
    • Systematische Strukturierung der IT-Landschaft in fachliche Dienste
    • Einsatz von Web-Service-Technologien sinnvoll
    • Kopplung von vorhandenen Systemen und eigenentwickelten Services über einensog. Enterprise Service Bus
    • Steigerung derFlexibilität der ITdurch flexibleKombinationvon Diensten
  30. Definition Grid Computing
    Einfache Nutzung vernetzter Ressourcen(»Grid«) wie Rechner, Daten, Software,Bibliotheken, Sensoren
  31. 5 Ziele von Grid Computing
    • Virtualisierung vonRessourcen für Geschäftsvorgänge, Sicherheit und Effizienz
    • Universelle Verfügbarkeit von Daten,Applikationen
    • Dynamisches Angebot von Rechenleistung(Desktop-Grids, unterschiedliche Zeiten, ...)
    • Kooperation über Firmengrenzen hinweg
    • Gewährung von Zugriffrechten undDatensicherheit

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