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)

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Fachgebiet und Vertiefungsrichtung(*Informatik)Fachgebiet(Informationssystemtechnik)

Vorstellung im Juli 2006

Architektur Verteilter Systeme

(AVS)

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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 ?

• ...