489 - Kommunikation und Verteilte Systeme

Zielsetzung

Den Studierenden soll das wesentliche Rüstzeug zum Verständnis von Rechner- und Kommunikationsnetzen sowie verteilten Systemen vermittelt werden. Im besonderen sind hier die Grundlagen der Kommunikation zwischen verteilten Systemen von Interesse, welche anhand eines geschichteten Referenzmodells Eingang in die heutigen Produkte für Netzwerke und Kommunikationsgeräte gefunden haben. Diese Vorlesung deckt zu einem Hauptteil bekanntes Lehrbuchwissen ab, geht aber zum Abschluß auf Internet-bezogene Trends und akuelle Fragestellungen ein, welche den Praxisbezug der vermittelten Konzepte und Verfahren erkennen lassen. Sicherlich stellt diese Vorlesung keine umfänglichen netzwerkadministratorischen Kenntnisse her, ist aber die notwendige Voraussetzung und die Grundlage der erlernten Konzepte für ein Einarbeiten in diesen Bereich.

Inhalte

Das Grundlagenwissen von Kommunikationsprotokollen, Netzwerken und verteilten Systemen wird in dieser Vorlesung vermittelt; viele Teilbereiche verwenden das Internet und seine Kommunikationsprotokolle als praktisches Beispiel. Basierend auf einer historischen Einleitung werden die wesentlichen und grundlegenden Begriffe von Rechnernetzen eingeführt und wesentliche Standards vorgestellt, u.a. Dienste und Referenzmodelle für die Kommunikation.
Die Basiskonzepte umfassen darauffolgend die Diskussion von Netzwerkbausteinen, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, Ressourcenaufteilungen/Mehrfachnutzungen sowie Fehlererkennungs- und -behebungsverfahren. Am Beispiel des Ethernets wird ein wichtiges lokales Medienzugangsverfahren beschrieben. Neben der Paket- und Leitungsvermittlung samt den notwendigen Protokollen auf der Netzwerkschicht wird auch das Internetworking behandelt, welches die verschiedenen Kopplungselemente wie Repeater, Brücken und Router samt den Wegewahlverfahren umfaßt.
Ferner werden Transportprotokolle diskutiert und damit verbundene Protokollmechanismen zur Staukontrolle behandelt. Auf der Anwendungsschicht werden beispielhaft aus dem Internet-Umfeld der Domain Name Service, das E-Mail System und das WWW skizziert und in ihren wesentlichen Funktionen beschrieben.
Basierend auf diesen Kommunikationsgrundlagen werden die verteilten Systeme definiert, ebenso wie verteilte Anwendungen sowie ihre Architekturen. Kommunikationsorientierte, applikationsorientierte ebenso wie nachrichtenorientierte Middleware werden eingefuehrt und deren Transaktionsverwaltung, entfernter Prozeduraufruf als auch Synchronisationen werden erläutert.
Schließlich runden ein Blick in die Probleme und Ansätze der Netzwerksicherheit sowie das Internet der nächsten Generation die Vorlesung und das grundlegende Wissen zu Netzwerken sowie verteilten Systemen ab.

Voraussetzungen

Keine - Einführungsvorlesung.

Unterlagen

Lehrbücher gemäss den Angaben zu Beginn der Vorlesung:

• Larry L. Peterson, Bruce S. Davie: Computer Networks, A Systems Approach, 2nd Edition, Morgan Kaufmann Publishers, SFO, 2000, ISBN 1-55860-577-0
• U. Hammerschall: Verteilte Systeme und Anwendungen, Pearson Education, München, 2005, ISBN 3-8273-7096-5
• A. S. Tanenbaum: Computer Networks, 4th Edition, Prentice Hall, Englewood Cliffs, ISBN 0-13066-102-3
• A. S. Tanenbaum, M. van Stehen: Distributed Systems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, ISBN 0-13-121786-0

Für die Vorlesung relevant sind aus dem Buch Peterson/Davie die Kapitel 1 bis 9 und aus dem Buch Hammerschall die Kapitel 1, 2, 3, 5, und 6.
Vorlesungsbegleitende Unterlagen finden sich in der Rubrik Zeitplan.
Die Übungsblätter können ebenfalls elektronisch in der entsprechenden Rubrik gefunden werden.

Leistungsnachweis

Für den Übungsteil sind die diesbezüglichen Hinweise zu beachten. Die Liste der erreichten Punkte in den Übungen ist als PDF verfügbar.

Wichtiger Hinweis

Wegen der Umstellung des Studiums auf das Bachelor/Mastersystem wurde die KV Verteilte Systeme und Kommunikation (VSK) im SS 2005 zum letzten Mal angeboten. Für Nachzügler ist am IFI ein Ersatzangebot für diese auslaufende KV definiert worden, was in diesem Falle für die KV VSK der Ersatz die neue Bachelorvorlesung "Kommunikation und Verteilte Systeme (KVS)" ist.