Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme

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1 Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme AG Vernetzte Systeme Prof. Dr. Reinhard Gotzhein AG Verteilte Systeme Prof. Dr. Jens Schmitt AG Integrierte Kommunikationssysteme Prof. Dr. Paul Müller Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 1

2 Was sind Verteilte und vernetzte Systeme? Verteiltes System Menge interagierender Komponenten Realisierung verteilter Applikationen und großer Systeme bessere Skalierbarkeit bei Leistungsengpässen Erhöhung der Ausfallsicherheit Vernetztes System A distributed computer system is one in which the failure of a computer you didn t even know existed can render your own computer unusable. Leslie Lamport Menge von Komponenten mit der Fähigkeit zum Nachrichtenaustausch drahtgebundene vs. drahtlose Kommunikation stationäre vs. mobile Knoten Infrastrukturnetze vs. Ad-Hoc-Netze/Sensornetze Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 2

3 Trend zu verteilten und vernetzten Systemen Früher: zentralisierte, sequentielle Systeme Großrechner, Rechenzentren Batch-Verarbeitung Eingebettete Systeme Heute: verteilte und vernetzte Systeme Internet, World Wide Web Mobilkommunikation Verteilte eingebettete Systeme Produktionsautomatisierung Automotive Systems Sensornetze Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 3

4 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Drahtlose Kommunikation Don t forget to mark it Personal. Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 4

5 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Videoluftschiff Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 5

6 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Fahrzeugbusse: ESP F: Funktionale Komponente F BMi : Bremsmanager i (Redundanz) F BRi : Bremsregelung an Rad i A: Aktuator A Bi : Bremsaktuator i S: Sensor S GSi : Gierratensensor i (Redundanz) S BPi : Bremspedalsensor i S Di : Raddrehzahlsensor Rad i S BDi : Bremsdrucksensor Rad i Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 6

7 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Horizontale und vertikale Integration in der Produktionsautomatisierung ProNet 4.0 Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 7

8 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Horizontale und vertikale Integration in der Produktionsautomatisierung Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 8

9 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Allmende-Problematik nach Garrett Hardin Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 9

10 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Zuverlässige Kommunikation in drahtlosen Sensornetzen Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 10

11 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Assisted Bicycle Trainer 1 4 A B T D C Radrennbahn und Netzwerktopologie: Radfahrer (mobil), Trainer und Repeater (stationär) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 11

12 Wer braucht Kenntnisse über verteilte und vernetzte Systeme? Entwickler großer Systeme Entwickler verteilter Applikationen Entwickler eingebetteter Systeme Entwickler von Datenverwaltungssystemen Betriebssystementwickler Kommunikationssystementwickler Eigentlich alle Informatiker! Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 12

13 Grundlagen Verteilte und vernetzte Systeme Ziel: Vermittlung von konzeptionellen und technologischen Grundlagen verteilter und vernetzter Systeme Kommunikationstechnologien und -protokolle Kommunikationstechnologien: CAN, FlexRay, WLAN, ZigBee Zeitsynchronisation in Ad-Hoc-Netzen Netzwerkdienstgüte: Spezifikation und Funktionalitäten Routing in Ad-Hoc-Netzen Performanz-Management von Kommunikationsnetzen Langfristig: Netzwerkdesign, Verkehrsmodellierung Mittelfristig: Traffic Engineering, Routing, Caching Kurzfristig: Packet Scheduling Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 13

14 Lehrangebot Grundlagen Kommunikationssysteme (Grundmodul) Gotzhein Schmitt Vernetzte Systeme (K, 2+1) Quantitative Aspekte verteilter Systeme (K, 2+1) Verteilte und vernetzte Systeme (S) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 14

15 Schwerpunkt Verteilte und vernetzte Systeme Ziel: Vermittlung der ingenieurmäßigen und technologischen Grundlagen verteilter und vernetzter Systeme s. Grundlagen ; zusätzlich: ingenieurmäßige Entwicklung von Kommunikationssystemen Sicherheit in Netzen Projekt zur Entwicklung bzw. Analyse verteilter und vernetzter Systeme Nebenfachempfehlung: Kommunikation, Automatisierung oder Mikroelektronik Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 15

16 Lehrangebot Schwerpunkt Kommunikationssysteme (Grundmodul) Gotzhein Schmitt Müller Vernetzte Systeme (K, 2+1) Quantitative Aspekte verteilter Systeme (K, 2+1) Verteilte und vernetzte Systeme (S) Protocol Engineering (2+1) Grundlagen der (Internet) Datensicherheit (2+1) Service-oriented Computing (2+1) Entwicklung vernetzter Systeme (P) Leistungsbewertung von verteilten Systemen (P) Advances in Distributed Systems (P) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 16

17 Lehrangebot Vertiefung Vernetzte Systeme, Quantitative Aspekte verteilter Systeme (Kernmodule) Gotzhein Schmitt Müller Protocol Engineering Netzwerksicherheit Service-oriented Computing Algorithmen in Ad-Hoc- Netzen Stochastische Analyse von verteilten Systemen Spezifikation vernetzter Systeme Security in Wireless Networks Kommunikationssysteme (S) Mobile Computing (S) Advances in Distributed Systems (S) Entwicklung vernetzter Systeme (P) Leistungsbewertung von verteilten Systemen (P) Advances in Distributed Systems (P) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 17