Lösung Verteilte Systeme WS 2011/12 Teil 1

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1 Seite 1 von 5 Lösung Verteilte Systeme WS 2011/12 Teil Aufgabe (5) Sie fahren in Ihrem Privatfahrzeug auf einer Autobahn und hinter Ihnen fährt ein Polizeifahrzeug. 1.1 Nennen Sie ein Szenario, das für Sie (Empfänger) als auftragsorientierte Kommunikation bezeichnet werden kann? z. B. Polizei überholt Sie und ein Beamter winkt mit der Kelle oder die Anzeige leuchtet auf, damit Sie dem Fahrzeug für eine Fahrzeugkontrolle folgen. 1.2 Um welche Art der Blockierung handelt es sich in diesem Szenario? (1) synchron (Polizei/Sender "wartet" bis der Auftrag abgeschlossen ist) 1.3 Nennen Sie einen Grund warum diese Kommunikation als asymmetrisch bezeichnet werden kann. Eigentliche Nachricht ist in einer Sub-Nachricht (Polizeikelle oder Anzeige "Folgen Sie...") enthalten. oder Sender und Empfänger sind nicht austauschbar 2. Aufgabe (9) 2.1 Wie werden parallele Systeme nach Flynn kategorisiert und worin unterscheiden sie sich von verteilten Systemen? MIMD (Multiple Instructions Multiple Datastreams) enge Kopplung 2.2 Nennen Sie 2 Probleme/Nachteile von verteilten Systemen gegenüber unabhängigen Einzelrechnern. Entwicklung komplexerer Software, Netzwerk als zusätzliche Fehlerquelle, Netzwerk bedeutet geringere Fehlertoleranz, Einführung von Autorisierung/Authentifizierung, Abhörsicherheit 2.3 Welche Messung wird im Precision Time Protocol (PTP) vom Slave initiiert? (1) Delay-Messung 2.4 Ein verteiltes System besitzt die Fehlersemantikklasse at-most-once. Was muss gemacht werden, damit das System die Fehlersemantikklasse exactly-once erhält? Einführung eines persistenten Transaktionsbuches 2.5 Nennen Sie 2 Probleme der Parameterübergabe bei entfernten Funktionsaufrufen. - Übergabe von Adressen oder Referenzen in unterschiedliche Adressräume - Unterschiedliche Kodierung von Parametern der Kommunikationspartner (architekturabhängig little endian/big endian; Zeichenkodierung UTF/ASCII) - Unterschiedliche Programmiersprachen kann unterschiedliche Typen bedeuten (bool/int) bitte wenden!

2 Seite 2 von 5 3. Aufgabe (4) Gegeben ist folgendes Zeit-Raumdiagramm. P1 e1 e2 e3 P2 e4 e5 e6 e7 P3 e8 e9 e10 Welche Ereignisse sind nebenläufig (4) 3.1 zu e3? e4, e5 und e9 3.2 zu e7? e9 Ende Teil 1 - Tasin

3 Seite 3 von 5 Lösung - Verteilte Systeme WS 2011/12 Teil 2 1. Aufgabe (15) Ein Institut besitzt einen RMI-Server, der die unterschiedlichsten Naturkonstanten ermitteln kann und dem anfragenden Client in der gewünschten Genauigkeit liefert. Auf dem Server läuft auch der RMI-Registry- Dienst. Der Server führt sonst keine weiteren lasterzeugende Aufgaben aus. Das Institut stellt nun fest, dass häufig bereits errechnete Ergebnisse erfragt werden und es sinnvoller wäre diese ohne Neuberechnung von einem Datenspeicher zu entnehmen. Deshalb soll nun ein neuer Server mit einem geeigneten Maklerdienst in die Infrastruktur integriert werden, der anstelle des RMI-Servers mit der Präsentationsschicht interagiert. Dieser entscheidet, ob ein bereits errechnetes Ergebnis direkt vom Datenspeicher übertragen wird oder die Anfrage an den RMI-Server weitergeleitet werden muss. Die Funktionalität des RMI-Servers soll dabei nicht erweitert werden. 1.1 Stellen Sie die neue Rechnerinfrastruktur mit einem Blockschaltbild einer 3-Schichten-Architektur (three-tier-architecture) dar. Das Blockschaltbild zeigt die beteiligten Akteure, Komponenten und deren Verbindungen untereinander dar. Geben Sie den beteiligten Akteuren und Komponenten einen aussagekräftigen Namen. Im Blockschaltbild sollen die 3 Schichten erkennbar und deren Bezeichnungen enthalten sein. Folgende Symbole (die mehrfach im Blockschaltbild verwendet werden können) stehen Ihnen dafür zur Verfügung: (6) 1.2 Welcher Maklerdienst (gemäß dem Client-Server-Server-Modell) wird mindestens für den Server benötigt, der nun mit der Präsentationsschicht interagiert? Proxy (Stellvertreter) 1.3 Welche Fehlersemantikklasse kann das Gesamtsystem bestenfalls erreichen? (1) at-most-once

4 Seite 4 von Es wird nun zur Lastverteilung ein weiterer RMI-Server in die Infrastruktur aufgenommen. Er ist genauso wie der erste aufgebaut und besitzt den gleichen Berechnungsdienst inkl. eines eigenen RMI-Registry-Dienstes. Welcher Maklerdienst wird nun stattdessen benötigt, begründen Sie kurz Ihre Antwort? Trader, er kann aus einem Pool gleicher RMI-Server den Besten (mit der geringsten Last) auswählen. 1.5 Ist die Verwendung des Workstation-Modells als Lastverbund in dieser Realisierung sinnvoll? Begründen Sie kurz Ihre Antwort. Nein, denn - für Rechenprozesse verwendet man häufiger das Prozessorpool-Modell - da dedizierter Server, wird kein weiterer Benutzerprozess, außer den bereits laufenden zur Last beitragen. 1.6 Welches Lastverteilungsverfahren ist in dieser Realisierung sinnvoll und welche Last sollte dafür gemessen werden? dynamische Lastverteilung (da sich die Anzahl der Anfragen ändert, die Rechnerlast darstellt). 2. Aufgabe (14) In einer Realisierung des Precision Time Protocol's (PTP) kommunizieren Master und Slave ungepuffert mit synchronen entfernten Dienstaufrufen über Unicast-Meldungen. Die Implementierung des Slaves läuft auf 2 Prozessen. Ein Prozess ist für die Offset-Messung zuständig, der andere für die Realisierung der Delay-Messung. 2.1 Zeigen Sie in einem Sequenzdiagramm, wie die Kommunikation bei einer Offset-Messung und einer unmittelbar nachfolgenden Delay-Messung abläuft. (7) Das Sequenzdiagramm soll 3 Ablaufstränge besitzen (Slave-Offset, Master und Slave-Delay). Die Darstellung einer Auftragsbearbeitung (Slave: "Korrektur der lokalen Uhr", Master: "Auslesen des lokalen Zeitstempels") soll sich vom Warten auf Kommunikation im Sequenzdiagramm unterscheiden. Beschreiben Sie im Fall der Auftragsbearbeitung im Sequenzdiagramm kurz was der Dienst bzw. die Applikation macht. Auf die Angabe von absoluten Zeitwerten (aktuelle Werte der lokalen Uhren und Korrekturwerte) kann verzichtet werden. 2.2 Eine Offset- und eine Delay-Messung werden zum gleichen Zeitpunkt initiiert. (4) Nennen Sie ein Problem, das beim Master auftreten kann? Wie kann das Problem durch Änderung des Kommunikationsmodells beim Master behoben werden? Nachricht des Slave kann nicht bearbeitet werden (wird ggf. verworfen) Lösung: von ungepuffert gepuffert bzw. Einführung einer Mailbox

5 Seite 5 von Welcher der Kommunikationspartner sollte sinnvollerweise eine Gruppenkommunikation aufweisen? Begründen Sie kurz Ihre Antwort durch Nennung eines Vorteils, der dadurch erworben wird. Master denn er kann mehrere Slaves mit einer Kommunikation bedienen, dadurch Verringerung der Netzwerklast und Erhöhung der Abarbeitungsgeschwindigkeit. 2.4 Die Slave-Uhren sind direkt an einem Boundary Clock Switch verbunden, welche PTP-Messung wird sinnvollerweise häufiger durchgeführt? (1) Offset-Messungen, da sich der Delay bei direktem Anschluss (anders als bei Netzwerktopologie) nicht ändern sollte. 3. Aufgabe (7) Ein RMI-Client sendet mithilfe der Funktion sendstamp den Wert seiner Rechnersoftwareuhr (RSU) in Form von 2 Integerwerten (32-Bit Wert) an einen RMI-Server. Im ersten Wert wird der Sekundenwert übertragen, im 2. Wert befindet sich der Mikrosekundenanteil des Zeitwerts. 3.1 Der Timer-Interrupt der RSU erfolgt alle 2 ms. Wie viele zusätzliche RSU-Leseoperationen zwischen 2 Timer-Interrupts sind möglich ohne die Uhrendisziplin zu verletzen? 1999 (neben einem einmaligen Lesens des eigentlichen Zeitstempels) insgesamt Ergänzen Sie den nachfolgenden unvollständigen Java-Code auf dem Angabenblatt: (5) 1. import java.rmi.*; public interface IDelayMeasure extends Remote 4. { 5. public void sendstamp (int sek, int us) throws RemoteException; 6. } 7.