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 verstehen und anwenden zu können
• Anwendungsgrenzen verteilter Systeme zu diskutieren

Diese Vorlesung wird in folgende Bausteine aufgeteilt. Jeder Teil wird an einem oder mehreren Terminen abgehalten.

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

• 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 durch die Dozenten die Theorie verteilter Systeme erläutert und Querverbindungen zwischen den einzelnen Unterthemen hergestellt. Es besteht die Möglichkeit komplexe Sachverhalte interaktiv (durch Fragen der Studierenden) zu erarbeiten. Teilweise werden hierfür Classroom-Response-Tools eingesetzt (für Diskussionen, Ideensammlungen, ...). 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 VU 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:

Die Vorlesung findet geblockt an folgenden Tagen statt:

02.10.2019 - Einführung und Architekturen (Schahram Dustdar)
09.10.2019 - Prozesse und Kommunikation I (Stefan Schulte)
16.10.2019 - Prozesse und Kommunikation II (Stefan Schulte)
23.10.2019 - Benennung (Stefan Schulte)
30.10.2019 - Fehlertoleranz (Stefan Schulte)
06.11.2019 - Synchronisierung und Timing (Stefan Schulte)
13.11.2019 - Konsistenz und Replikation I (Pantelis Frangoudis)
20.11.2019 - Konsistenz und Replikation II (Pantelis Frangoudis)
27.11.2019 - Sicherheit (Pantelis Frangoudis)
04.12.2019 - Anwendungen und Technologietrends (Schahram Dustdar)

An allen anderen Tage ist, sofern nicht anders im TUWEL angekündigt, keine Vorlesung. Für die Vorlesung gilt grundsätzlich keine Anwesenheitspflicht.

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

Schriftliche Prüfung. Details zur Prüfung finden Sie auf TUWEL, die Prüfungstermine finden sich im TISS. Neben den fünf Terminen zur schriftlichen Prüfung besteht noch die Möglichkeit zur mündlichen Prüfung Mitte November 2019. Falls Sie eine mündliche Prüfung machen wollen, senden Sie bitte eine Mail an das Vorlesungsteam. Bitte beachten Sie, dass die Anzahl an Prüfungsslots beschränkt ist.

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.