Architektur Verteilter Systeme -...
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Hermann Härtig, TU-Dresden
Fachgebiet und Vertiefungsrichtung(*Informatik)Fachgebiet(Informationssystemtechnik)
Vorstellung im Juli 2006
Architektur Verteilter Systeme
(AVS)
Hermann Härtig, TU-Dresden
Organisation des Studiums
• Suchen Sie sich einen HSL !
• Besprechen Sie rechtzeitig die Fächerzusammenstellung !
• Besprechen Sie Prüfungsmodalitäten !
• Wer prüft ?
• Komplex oder nicht (Informationssystemtechnik)
• Grundlagen/Bücher etc der Prüfungen ?
• ...
• Caveat: einige Vorlesungen (nur) in Englisch !
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Beteiligte Hochschullehrer
Prof. Christof Fetzer
Prof. Hermann Härtig
Dozent Horst Lazarek
Prof. Wolfgang Lehner
Prof. Klaus Meißner
Prof. Andreas Pfitzmann
Prof. Alexander Schill
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Christof Fetzer und WMs: Lehr- und Forschungsgebiete
• Lehre:• Systems Engineering I & II
• Software Fault Tolerance• Dependable Systems
• Forschungsthemen: • Wir kann man die Zuverlässigkeit (availability, reliability und
maintainability) von Systemen verbessern?
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Probleme
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Forschung/Lehre
o Systeme müssen richtig entworfen und implementiert werden (um die Anzahl der “Software Bugs” zu verringern und Wartbarkeit zu verbessern)
systems engineering I & II
o Alle Anwendungen haben Bugs: Software muss Fehler tolerieren können.
software fault tolerance
o Software muss auch mit anderen Fehlern (Hardware, Netzwerk, Environment, usw) fertig werden
principles of dependable systems
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Christof Fetzer und WMs: Lehrveranstaltungen
Systems Engineering I (WS, 2/2/0)Principle of Dependable Systems (SS, 2/1/0)Komplexpraktikum: Software Fault Tolerance (WS, 0/0/4)Praktikum: Software Fault Tolerance (WS, 0/0/2)Proseminar: eXtreme Programming (WS, 2/0/0)Seminar: Current Topics in Dependable Systems (WS, 2/0/0)
Systems Engineering II (SS, 2/2/0)Software Fault Tolerance (SS, 2/2/0)Proseminar: Dependable Systems (SS,
2/0/0)Seminar: Current Topics in Dependable Systems (SS, 2/0/0)
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Horst Lazarek: Lehr- und Forschungsgebiete
Lehrgebiete
• Datenschutz und Datensicherheit national und international
• Informationstechnologien in/für Entwicklungsländer
Forschungsgebiete
• Transnationaler Elektronischer Datenverkehr unter besonderer Berücksichtigung von Datensicherheits- und Datenschutzaspekten
• Rolle von Informations- und Kommunikationstechnologien in Entwicklungsländern
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Horst Lazarek: Ausbildungsziele
• Wechselwirkungen zwischen IT-Systemen und Gesellschaft wahrnehmen, z.B. Datenschutzprobleme, Verletzlichkeit ...
• Grundsätzliche Sicherheitslücken heutiger Systeme verstehen
• Grundkenntnisse in den einschlägigen gesetzlichen Regelungen (regional, national und international)
• Zusammenhang Datenschutz und Datensicherheit
• Technisch-organisatorischer Datenschutz
• Prinzipen eines Risikomanagements
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Horst Lazarek: Lehrveranstaltungen
Datenschutz und Datensicherheit – national und international (WS+SS, 2/0/0)
Informatik und Gesellschaft (Nebenfach, LA) (WS+SS, 1/0/0)
Informatik in/für Entwicklungsländer (WS, 2/0/0)
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Bereich Datenbanktechnologie: Lehr- und Forschungsgebiete
... auf der Ebene der Modellierung• Design datenintensiver Prozesse in service-orientierten Umgebungen
(Zusammenarbeit mit IBM Böblingen)... auf der Ebene der Systemtechnik
• Anfrageoptimierung in Datenbanksystemen– Workload-basierte Optimierungen
(Zusammenarbeit mit University of Waterloo, Canada)– Optimierung „stehender Datenbankanfragen“ (Multiple Query
Optimization)(Zusammenarbeit mit Microsoft Research, Redmond)
– Näherungsbasierte Auswertung statistischer Datenbankanfragen(Zusammenarbeit mit IBM Almaden Research Center)
• Echtzeitfähige Verarbeitung von Datenströmen– Ressourcensensitive Operatoren zum Knowledge Discovery
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?Bereich Datenbanktechnologie: Ausbildungsziele
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DB: Ausbildungsziele
• Datenbank-Benutzung • Entwurf „guter“ Datenbanken (!)• Datenbank-Administration• Datenbankanfragesprachen
– SQL für relationale Systeme– XQuery für XML-Datenbanksysteme
• Datenbankimplementierung• Architektur Datenbanksystemen
z.B. Indexstrukturen, Pufferverwaltung• Anfrageoptimierung (z.B. Verbundtechniken, ...)
• Transaktionale Informationssysteme• Datenbanken im Rechnernetz (verteilte Transaktionen, Replikation)• Integrationskonzepte (föderierte Datenbanken, DB-Gateways, ...)
• Analyse großer Datenbanken• Unterstützung von DataMining-Methoden durch DBS
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DB und WMs: Lehrveranstaltungen
Aufbau verteilter Informationssysteme (WS06/07, 3/1/0)
DB-Prog (WS06/07, 1/1/0)
DB-Admin ( DB2 Zertifizierung) (WS06/07, 1/1/0)
Hauptseminar (WS06/07, 2/0/0) jeweils aktuelle Themen zu Semesterbeginn
Komplexpraktikum (WS06/07, 0/0/4) jeweils aktuelle Themen zu Semesterbeginn
Architektur von Datenbanksystemen (SS07, 3/1/0)
Datenbankprogrammierung (SS07, 1/1/0)
Hauptseminar (SS07, 2/0/0)
Komplexpraktikum (SS07, 0/0/4)
NEWS @ http://wwwdb.inf.tu-dresden.de
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Prof. Meißner: Lehrveranstaltungen
Medien & Medienströme (WS, 2+2)Streaming Media (SS, 2)Multimediale Technologien und Systeme (WS, 2)Hauptseminar Multimediatechnik (SS, 2)Proseminar Multimediatechnik (WS, 2)Komplexpraktikum (SS + WS, 4)
Fachgebiet: SoftwaretechnikWeb & Multimedia Engineering (SS, 2+2)Intelligente, multimediale Benutzerschnittstellen (WS, 2)
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Prof. Meißner: Lehre im Rahmen des Fachgebietes
Multimediale Technologien & Systeme• Ausgewählte Gebiete der Multimediatechnik, z.B.• Medienserver: Speicherarchitektur, -medien und –systeme,
Systemsoftware, Streaming-Medien und –dienste• Architektur mobiler Endgeräte, Set-top Box, Spielkonsolen, …• Modale I/O-Geräte: 3D Audio, Spracherkennung , Force
Feedback, 3D Display-TechnikenMedien und Medienströme + Streaming Media
• Medientypen: Bild, 3D Graphik, 2D und 3D Animation, Quicktime-VR, Video, komplexe Medienströme (MPEG-4)
• Techniken: Formate, Kompressionsverfahren, Werkzeuge, Metadaten (MPEG-7), Universal Media Access (MPEG-21)
• Dokumentenformate & -standards: XML, XSL, SMILE, X3D,...
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Andreas Pfitzmann und WMs: Lehr- und Forschungsgebiete
Lehrgebiete
• Mehrseitige Sicherheit, insbesondere Sicherheit durch verteilte Systeme
• Datenschutzfreundliche Technologien• Kryptographie• Steganographie• Informations- und Kodierungstheorie
Forschungsgebiete• Anonymer Webzugriff• Identitätsmanagement• Steganographie• SSONET und Nachfolgeaktivitäten
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Andreas Pfitzmann: Ausbildungsziele
• Wechselwirkungen zwischen IT-Systemen und Gesellschaft wahrnehmen, z.B. Datenschutzprobleme, Verletzlichkeit ...
• Grundsätzliche Sicherheitslücken heutiger Systeme verstehen
• Verstehen, was Mehrseitige Sicherheit bedeutet, wie sie beschrieben und erreicht werden kann
• Vertiefte Kenntnisse der wichtigen Tools für Sicherheit in verteilten Systemen: Kryptographie und Steganographie
• Vertiefte Kenntnisse in fehlerfreier Übertragung und Wiedergabe
• Grundkenntnisse in Fehlertoleranz
• Abwägungen bei der Systemkonstruktion: Aufwand vs. Leistung vs. Sicherheit
• Grundkenntnisse in den einschlägigen gesetzlichen Regelungen
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Andreas Pfitzmann und WMs: Lehrveranstaltungen
Security and Cryptography I (WS, 2/2/0)
Praktikum Datenschutzfreundliche Technologien (WS, 0/2/0)
Kanalkodierung (WS, 2/2/0)
Security and Cryptography II (SS, 2/2/0)
Kryptographie und -analyse (SS, 2/0/0)
Steganographie (SS, 1/1/0)
Informatik und Gesellschaft (SS, 2/0/0)
Komplexpraktikum Kryptographie und Datensicherheit (WS+SS,0/0/4)
Hauptseminar Technischer Datenschutz (WS+SS,0/2/0)
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Alexander Schill und WMs: Lehr- und Forschungsgebiete
• Rechnernetze• Hochleistungskommunikation• Verteilte Systeme und verteilte Anwendungen• Middleware: Standardsoftware für verteilte Systeme• Internet-Dienste, Teledienste und Multimedia• Mobile Computing
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Hochleistungsnetze: Szenario
ATMSwitch
Router
Switch
Switch
EthernetSwitch
BridgeSpezial-
netz
Frame Relay
ATM-WAN
Backbone
DedizierteServer
mit ATMFertigung(Fast Ethernet)
DedizierteServer (z.B. CAD)
DSL
GigabitEthernet
Sachbearbeitung(Ethernet)
CAD-Pool(Fast Ethernet)
ATMSwitch
EthernetSwitch
...
.
.
.
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Middleware und Verteilte Systeme: Szenario
HTML-Client
Java-Client
Transaktions-Monitore
Betriebs-wirtschaftliche-
Software
Mainframe-Anwendungen
Datenbanken
Äuß
ere
Fire
wal
l
Inne
re F
irew
all
Web-Server
HTML-Dokumente
HTML-Dokumente
HTML-Dokumente
HTML-Dokumente
HTML-Dokumente
CGI-Skripte
(optional)
Application-Server
proprietäreProtokolle
proprietäreProtokolle
proprietäreProtokolle
HTTP
Java RMI, SOAP
HTTP
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Anwendungsfunktionalität(wiederverwendbare Java-Komponenten:
EJB – Enterprise Java Beans)
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Alexander Schill: Ausbildungsziele
• Programmierung verteilter Systeme• Konzeption von Architekturen für Rechnernetz-Anwendungen• Bewertung und Auswahl von Industriestandards für verteilte
Systemlösungen, insbesondere auf Java-Basis• Aktuelle Kenntnisse zu Internet-Technologien (z.B. IPv6) und
zugehörigen Sprachkonzepten (z.B. XML)• Grundlagen von Mobile Computing und mobiler
Kommunikation (z.B. GSM- und UMTS-Netze, WLAN etc.)• Grundprinzipien der Kommunikationstechnik und spezielle
Techniken der Hochleistungskommunikation
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Alexander Schill und WMs: Lehrveranstaltungen
Distributed Systems Schill (WS, 2+2)Kommunikationstechnik Hochmuth (WS, 2+1)Bürokommunikation Schill (SS, 2+2)Rechnernetzpraxis I Luntovskyy (WS, 1+1)Rechnernetzpraxis II Luntovskyy (SS, 1+1)Mobile Communikation and
Mobile Computing Schill (WS, 2+0)Internet-Dienste und –Protokolle Groß (SS, 1+1)Optische Kommunikation und
integrierte Optik Hochmuth (SS, 2+0)sowie verschiedene weitere Praktika u. Vorlesungen (siehe WWW)
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„NIZZA“ in ActionL4Linu
xinsideFIAS
CO
insideDOp
E
inside
L4Linux Server
Appli-cation
Hardware
Appli-cation
L4/Fiasco Microkernel
L4IODMphys Names ...
GUI: DOpE
Windowmanager: Nitpicker
Presenter
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Hermann Härtig und WMs: Lehr- und Forschungsgebiete
• Betriebssysteme
• Echtzeitsysteme
• Sichere Systeme (deren Architektur)
• Mikrokernbasierte Systemkonstruktion
• TUD:OSL4/DROPS: Dresden Real-Time OPerating SystemL4/NIZZA, Micro-Sina: Sicherheitsarchitektur
• Zusammenarbeit: Secunet, AMD, Intel, IBM, ST-Electronics, Nokia, ...
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Hermann Härtig und WMs: Ausbildungsziele
• EchtzeitsystemeModelle, Scheduling, BS, Programmiersprachen, ...
• Prinzipien sicherer Systeme
• Paralleles Programmieren, Umgang mit Parallelrechnern
• Expliziter Umgang mit Betriebsmitteln
• Grundkenntnisse in Fehlertoleranz
• Hardwarenahes Arbeiten (Eingebettete Systeme)
• Umgang mit Werkzeugen
• Kenntnisse zu (wenigen) wichtigen Betriebssystemen
• "Kopfrechnen“
• Abwägungen in Systemkonstruktion (Trade Off Diskussion)
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Hermann Härtig und WMs: Lehrveranstaltungen
Distributed Operating Systems Härtig/WMs (SS, 2+1)
Real-Time Systems Härtig/WMs (SS, 2+1)
Quantitative Aspekte Hamann (SS, 2+1)
Microkernel Construction Hohmuth et al (SS, 1+1)
Construction of Microkernel- Hohmuth et al (WS, 2+0)based Operating Systems
(Internationale Vorlesungen Härtig ( SS, 1+1) )
Echtzeit AG (Seminar) Härtig (WS + SS)
Hauptseminar Härtig (WS + SS)
Praktika
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Beispiel für Zusammensetzung bei Vertiefung in AVS
Fachgebiet:• Distributed OS (2+1)• Security and Cryptography I (2+2)• Standards für
Rechnernetzanwendungen (2)
Summe: 9 SWS (notwendig: 8)
Praktikum:BetriebssystemeKomplexpraktikum: BSHauptseminar
Vertiefungsrichtung:
• Real-Time Systems (2+1)
• Quantitative Methoden (2+1)
• Kryptographie und -analyse
• Microkernel Construction (1+1)
• Construction of Microkernel-based Operating Systems (2)
Summe: 12 SWS
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Am Wichtigsten !!!
• Suchen Sie sich einen HSL !
• Besprechen Sie rechtzeitig die Fächerzusammenstellung !
• Besprechen Sie Prüfungsmodalitäten !
• Wer prüft ?
• Grundlagen/Bücher etc der Prüfungen ?
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