Rechnernetze und Verteilte Systeme

Kurzbeschreibung

Die Nutzung des Internet ist heutzutage eine Selbstverständlichkeit, die Benutzung eines Webbrowsers jedem vertraut. Doch wie vernetzt sind wir und wie sind wir vernetzt?

Im Modul "Rechnernetze und Verteilte Systeme" lernen wir den Aufbau einer vernetzten Infrastruktur und die prinzipielle Struktur eines verteilten Systems kennen. Wir durchleuchten die Funktionsweise und das Zusammenspiel von Geräten, Protokollen und verteilten Anwendungen. Dabei stellen wir die Zusammenhänge mit aktuell benutzten und bekannten Mechanismen im Internet her.

Wir bauen eine typische Netzwerkinfrastruktur auf und implementieren selbst Client-Server-Programme.

Vorkenntnisse

Zahlensysteme
Digitaltechnik
Programmierkenntnisse in Java

Kompetenzen und Inhalte

Unsere Studenten sind in der Lage, Rechensysteme miteinander zu vernetzen, die Konfiguration eines Netzwerks durchzuführen und gezielte Fehleranalysen vorzunehmen. Sie können gängige verteilte Anwendungen prinzipiell nachvollziehen, einrichten und selbst solche Anwendungen programmieren.

Grundbegriffe
- Topologien
- Ausfallverhalten
- OSI-Referenzmodell
Übertragungstechnik
- analoge und digitale Signale
- Kenngrößen
- Leitungscodes
Übertragungsmedien
- Kupferkabel
- Lichtwellenleiter
- Funk
Lokale Netze
- Ethernet
- WLAN
IP
- IPv4
- IPv6
- Adressierung
- ARP
Routing
TCP, UDP
Strukturierung von Netzen
Switch
VLAN
Router
Sicherheit im Netz
- VPN
- Angriffsformen
- Authentifizierung

Einführung in verteilte Systeme

Definition
Begriffe
Synchronisation
- Parallele Programmierung
- Race condition
- Sperren
- Deadlock
Kommunikation
- Rollen (Client, Server, Peer)
- Sockets
- Verbindungslose Kommunikation
- Serialisierung
- Asynchroner Datenaustausch
- Verbindungsorientierte Kommunikation
- Serieller und paralleler Server
Webservices
- Representational State Transfer (REST)
Dienste
- Domain Name Service (DNS)

<< Zurück zur Übersicht

Lehrmaterial

begleitende Unterlagen, Handouts, Netzwerk-Labor, Simulation

Literatur:

Rech, Jörg: Ethernet : Technologien und Protokolle für Computervernetzung, 3. aktualisierte und überarbeitete Auflage, Hannover: Heise-Verlag, 2014
Rech, Jörg: Wireless LANs : 802.11-WLAN-Technologie und praktische Umsetzung im Detail, 4. aktualisierte und erweiterte Auflage, Hannover : Heise-Verlag, 2012
Armin Steffen/Albrecht Darimont: Der Netzwerkadministrator: Aufbau und Administration heterogener Netze, Addison-Wesley, 2001
W. Richard Stevens: TCP/IP illustrated: The Protocols, Addison-Wesley, 2011
Larry L. Peterson/Bruce S. Davie: Computernetze: Eine systemorientierte Einführung, dpunkt-verlag, 2007
Axel Sikora: Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation, Internet-Protokolle und Anwendungen, Hanser Fachbuchverlag, 2003
Abts, Dietmar: Masterkurs Client/Server-Programmierung mit Java: Anwendungen entwickeln mit Standard-Technologien : Springer Verlag, 5. Auflage 2019
Bengel, Günther: Grundkurs Verteilte Systeme : Springer Verlag, 4. Auflage 2014
Bengel, Günther: Masterkurs Parallele und Verteilte Systeme: Grundlagen und Programmierung von Multicore-Prozessoren, Multiprozessoren, Cluster, Grid und Cloud :Springer Verlag, 2. Auflage 2015
Coulouris, George / Dollimore, Jean / Kindberg, Tim: Distributed Systems: Concepts and Design. : Addison-Wesley Longman, 4. Auflage 2005
Fielding, Roy Thomas: Architectural styles and the design of network-based software architectures : University of California Irvine, 2000
Harold, Elliotte Rusty: Java Network Programming : O'Reilly Media, 2013
Oechsle, Rainer: Parallele und verteilte Anwendungen in Java : Carl Hanser Verlag, 5. Auflage 2018
Richardson, Leonard / Amundsen, Mike: RESTful Web APIs : O'Reilly Media, 2013
Richardson Leonard / Ruby, Sam: RESTful Web Services : O'Reilly Media, 2007
Schill, Alexander / Springer, Thomas: Verteilte Systeme : Springer Verlag, 2012
Tanenbaum, Andrew S.: Computernetzwerke : Pearson Studium, 2003
Tanenbaum, Andrew S. / van Steen, Maarten: Verteilte Systeme: Prinzipien und Paradigmen : Pearson Studium, 2. aktualisierte Auflage 2007
Ullenboom, Christian: Java ist auch eine Insel : Rheinwerk Computing, 2011