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 A distributed system is one in which the failure of a computer you didn t even know - Erhöhung der Ausfallsicherheit existed can render your own computer unusable. (Leslie Lamport) Vernetztes System: Menge von Komponenten mit der Fähigkeit zum Nachrichtenaustausch - Kommunikationsprotokolle - Menge von Regeln und Formatfestlegungen zum Austausch von Nachrichten - 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 - Batch-Verarbeitung - Rechenzentren - isolierte eingebettete Systeme Trend: verteilte und vernetzte Systeme - dezentrale Rechner - verteilte Informationsdienste - ubiquitäre/ambiente Systeme - verteilte eingebettete Systeme Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 3

4 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme Internet samt Applikationen World Wide Web Ambient Intelligence und Cyber Physical Systems Peer-to-Peer-Systeme Mobilkommunikation betriebliche Informationssysteme Automotive Systems Roboterschwärme Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 4

5 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme - Fahrzeugbusse: ABS - 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 5

6 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme - Ad-Noc-Netzwerke - Luftschiff Applikationsmerkmale drahtlose Kommunikation Mobilität dynamische Gruppen Quality-of-Service Fernsteuerung Videoübertragung Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 6

7 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme - Selbstorganisierende WLAN Communities - Hardin AP Entwicklung von Kooperationsmechanismen zur bestmöglichen Ausnutzung des freien Frequenzspektrums Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 7

8 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme - Verlässliche drahtlose Sensornetze - MicaZ Sensorknoten Methoden zur Planung und Analyse von Netzen mit starken Dienstgütegarantien Produktion & Logistik Security & Monitoring Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 8

9 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme - Ambient Intelligence - Assisted Bicycle Trainer Applikationsmerkmale sensitive und adaptive Reaktion auf die Anwesenheit von Menschen und Objekten verteilte Sensorik und Aktuatorik unsichtbare Komponenten infrastrukturlose Kommunikation Verlässlichkeit und Sicherheit Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 9

10 Ausprägungen verteilter und vernetzter Systeme - Vernetzte Regelungssysteme - Verstärker Wagen Schiene Stab Band Geregeltes System Invertiertes Pendel Aktuator A (u) Sensor S 1 (x) Sensor S 2 (v) Sensor S 3 (ϕ) Funknetzwerk Regler C Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 10

11 Wer braucht Kenntnisse über verteilte und vernetzte Systeme? - Anwendungsentwickler - Entwickler verteilter Applikationen - Entwickler eingebetteter Systeme - Entwickler von Datenverwaltungssystemen - Betriebssystementwickler - Kommunikationssystementwickler eigentlich alle Informatiker Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 11

12 Grundlagen Verteilte und vernetzte Systeme Ziel: Vermittlung der technologischen Grundlagen verteilter und vernetzter Systeme - drahtlose vs. drahtgebundene Netze - stationäre vs. mobile Systeme - (geplante) Infrastrukturnetze vs. (selbstorganisierende) Ad-Hoc-Netze - Mobilkommunikation - Kommunikationsbasistechnologien - verteilte Applikationen - Kommunikationsprotokolle Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 12

13 Lehrangebot Grundlagen Kommunikationssysteme (Grundmodul) Gotzhein Schmitt Vernetzte Systeme (K, 2+1) Mobilität in verteilten Systemen (K, 2+1) Verteilte und vernetzte Systeme (S) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 13

14 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 verteilten Systemen - Projekt zur Entwicklung bzw. Analyse verteilter und vernetzter Systeme - Nebenfachempfehlung: Kommunikation, Automatisierung oder Mikroelektronik Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 14

15 Lehrangebot Schwerpunkt Kommunikationssysteme (Grundmodul) Gotzhein Schmitt Müller Vernetzte Systeme (K, 2+1) Mobilität in verteilten Systemen (K, 2+1) Verteilte und vernetzte Systeme (S) Protocol Engineering (2+1) Sicherheit in verteilten Systemen (2+1) Service-orientierte Architekturen (2+1) Entwicklung vernetzter Systeme (P) Leistungsbewertung von verteilten Systemen (P) Service-oriented Computing (P) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 15

16 Lehrangebot Vertiefung Vernetzte Systeme, Mobilität in verteilten Systemen (Kernmodule) Gotzhein Schmitt Müller Protocol Engineering (2+1) Leistungsmodellierung von verteilten Systemen (2+1) Service-orientierte Architekturen (SOA) (2+1) Algorithmen in Ad-Hoc-Netzen (2+1) Sicherheit in verteilten Systemen (2+1) Grid Computing (2+1) Spezifikation vernetzter Systeme (2+1) Sicherheit in drahtlosen Netzen (2+1) Kommunikationssysteme (S) Mobile Computing (S) Service-orientierte Architekturen (S) Entwicklung vernetzter Systeme (P) Leistungsbewertung von verteilten Systemen (P) Service-oriented Computing (P) Lehrgebiet Verteilte und vernetzte Systeme 16