Verteilte Systeme: Prinzipien und Paradigmen
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Pearson Studium
2008
|
| Edition: | 2., aktualisierte Aufl. |
| Series: | Informatik
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Klappentext |
| Item Description: | Auf Buchdeckel teilw. fälschlich 3., aktualisierte Auflage. - Hier auch später erschienene, unveränd. Nachdrucke |
| Physical Description: | 761 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783827372932 3827372933 |
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Vorwort
із
Kapitel 1 Einleitung 17
1.1 Definition eines verteilten Systems................................ 19
1.2 Ziele........................................................ 20
1.2.1 Zugriff auf Ressourcen................................... 20
1.2.2 Verteilungstransparenz.................................. 21
1.2.3 Offenheit.............................................. 25
1.2.4 Skalierbarkeit.......................................... 26
1.2.5 Typische Fehlannahmen................................. 33
1.3 Klassen verteilter Systeme....................................... 34
1.3.1 Verteilte Computersysteme............................... 34
1.3.2 Verteilte Informationssysteme............................. 37
1.3.3 Verteilte
Pervasive
Systeme............................... 42
Zusammenfassung............................................. 48
Aufgaben..................................................... 49
Kapitel 2 Architekturen 51
2.1 Architekturstile............................................... 53
2.2 Systemarchitekturen........................................... 55
2.2.1 Zentralisierte Architekturen.............................. 55
2.2.2 Dezentralisierte Architekturen............................. 62
2.2.3 Hybridarchitekturen..................................... 70
2.3 Architekturen und Middleware................................... 72
2.3.1 Interzeptoren........................................... 73
2.3.2 Allgemeine Ansätze für
adaptive
Software................... 75
2.3.3 Erörterung............................................. 7(i
2.4 Selbstmanagement in verteilten Systemen.......................... 77
2.4.1 Modell der Rückkopplungssteuerung....................... 77
2.4.2 Systemüberwachung mit
Astrolabe
......................... 80
2.4.3 Unterscheidung von Replikationsstrategien in
Globule
......... 82
2.4.4 Automatische Reparatur von Komponenten in Jade............ 85
Zusammenfassung............................................. 87
Aufgaben..................................................... HH
Kapitel 3 Prozesse <u
3.1
Threads
......................................................
(Ki
3.1.1 Einführung in
Threads
...................................
;kì
3.1.2
Threads
in verteilten Systemen............................ ijtf
3.2
Virtualisierung
............................................... 101
3.2.1 Die Rolle der Visualisierung in verteilten Systemen.......... 102
3.2.2 Architekturen virtueller Maschinen........................ 103
3.3 Clients...................................................... 104
3.3.1 Vernetzte Benutzerschnittstellen.......................... 105
3.3.2 Clientseitige Software für die Verteilungstransparenz......... 109
3.4 Server...................................................... 110
3.4.1 Allgemeine Entwurfsfragen.............................. 110
3.4.2
Servercluster
.......................................... 114
3.4.3
Servercluster
verwalten................................. 119
3.5 Codemigration................................................ 126
3.5.1 Ansätze zur Codemigration .............................. 126
3.5.2 Migration und lokale Ressourcen.......................... 130
3.5.3 Migration in heterogenen Systemen........................ 132
Zusammenfassung............................................ 135
Aufgaben.................................................... 136
Kapitel 4 Kommunikation 139
4.1 Grundlagen.................................................. 141
4.1.1 Protokollschichten..................................... 141
4.1.2 Arten der Kommunikation............................... 148
4.2 Entfernter Prozeduraufruf (Remote
Procedure
Call, RPC)
............. 150
4.2.1 Grundlagen der RPC-Verwendung......................... 150
4.2.2 Übergabe von Parametern................................ 154
4.2.3 Asynchrone RPCs...................................... 158
4.2.4 DCE-RPC............................................. 160
4.3 Nachrichtenorientierte Kommunikation........................... 166
4.3.1 Nachrichtenorientierte flüchtige Kommunikation............ 166
4.3.2 Nachrichtenorientierte persistente Kommunikation........... 170
4.3.3 Das Warteschlangensystem
WebSphere
von IBM............. 178
4.4 Streamorientierte Kommunikation............................... 184
4.4.1 Unterstützung für kontinuierliche Medien.................. 184
4.4.2
Streams
und Dienstgüte................................. 186
4.4.3 Synchronisierung von
Streams
............................ 189
4.5 Multicast-Kommunikation...................................... 192
4.5.1
Multicast
auf Anwendungsebene.......................... 192
4.5.2 Gossip-basierte Datenverbreitung ......................... 196
Zusammenfassung............................................ 201
Aufgaben.................................................... 203
Kapitel
5 Benennung und Namenssysteme 207
5.1 Namen, Bezeichner und Adressen................................ 209
5.2 Lineare Benennung............................................ 211
5.2.1 Einfache Lösungen...................................... 211
5.2.2 Heimatgestützte Ansätze................................. 215
5.2.3 Verteilte Hash-Tabellen.................................. 216
5.2.4 Hierarchische Ansätze................................... 220
5.3 Hierarchische Benennung....................................... 223
5.3.1 Namensräume.......................................... 223
5.3.2 Namensauflösung....................................... 226
5.3.3 Die Implementierung eines Namensraumes.................. 230
5.3.4 DNS.................................................. 238
5.4 Attributbasierte Benennung...................................... 246
5.4.1 Verzeichnisdienste...................................... 246
5.4.2 Hierarchische Implementierungen:
LDAP
.................... 247
5.4.3 Dezentrale Implementierungen............................ 251
Zusammenfassung............................................. 256
Aufgaben..................................................... 258
Kapitel
б
Synchronisierung 261
6.1 Uhrensynchronisierung......................................... 263
6.1.1 Physikalische Uhren..................................... 264
6.1.2 Global
Positioning
System (GPS)........................... 267
6.1.3 Algorithmen zur Uhrzeitsynchronisierung................... 269
6.2 Logische Uhren............................................... 274
6.2.1 Die logischen Uhren von Lamport.......................... 275
6.2.2 Vektoruhren........................................... 278
6.3 Gegenseitiger Ausschluss........................................ 282
6.3.1 Überblick.............................................. 282
6.3.2 Ein zentralisierter Algorithmus............................ 282
6.3.3 Ein dezentraler Algorithmus.............................. 284
6.3.4 Ein verteilter Algorithmus................................ 285
6.3.5 Ein Token-Ring-Algorithmus.............................. 287
6.3.6 Die vier Algorithmen im Vergleich......................... 289
6.4 Globale Positionierung von Knoten................................ 290
6.5 Wahlalgorithmen.............................................. 293
6.5.1 Herkömmliche Wahlalgorithmen .......................... 293
6.5.2 Wahlalgorithmen in drahtlosen Umgebungen................ 296
6.5.3 Wahlalgorithmen in großmaßstäblichen Systemen............. 298
Zusammenfassung............................................. 300
Aufgaben..................................................... 301
Kapitel 7 Konsistenz und Replikation
зоз
7.1 Einführung................................................... 305
7.1.1 Gründe für Replikation.................................. 305
7.1.2 Replikation als Skalierungstechnik......................... 306
7.2 Datenzentrierte Konsistenzmodelle............................... 307
7.2.1 Stufenlose Konsistenz................................... 308
7.2.2 Konsistente Anordnung von Operationen................... 312
7.3 Client-zentrierte Konsistenzmodelle.............................. 319
7.3.1
Eventual
Consistency...................................
319
7.3.2 Monotones Lesen...................................... 322
7.3.3 Monotones Schreiben................................... 323
7.3.4
»Read Your
Writese-Konsistenz........................... 324
7.3.5
»Writes Follow
Reads^Konsistenz........................ 325
7.4
Replikationsverwaltung
........................................ 326
7.4.1 Platzierung der Replikatserver............................ 327
7.4.2
Replikation
und Platzierung von Inhalten................... 328
7.4.3 Verteilung von Inhalten................................. 332
7.5 Konsistenzprotokolle.......................................... 336
7.5.1 Stufenlose Konsistenz................................... 337
7.5.2 Urbildbasierte Protokolle
(Primary-Based Protocols)..........
339
7.5.3 Protokolle für replizierte Schreibvorgänge.................. 342
7.5.4 Cache-Kohärenzprotokolle............................... 344
7.5.5 Implementieren der clientzentrierten Konsistenz............. 346
Zusammenfassung............................................ 349
Aufgaben.................................................... 351
Kapitel 8 Fehlertoleranz
353
8.1 Einführung in die Fehlertoleranz................................. 355
8.1.1 Grundbegriffe......................................... 355
8.1.2 Fehlermodelle......................................... 357
8.1.3 Maskierung des Ausfalls durch Redundanz................. 359
8.2 Belastbarkeit von Prozessen..................................... 361
8.2.1 Entwurfsfragen........................................ 361
8.2.2 Maskierung von Ausfällen und Replikation................. 363
8.2.3 Übereinstimmung in fehlerhaften Systemen................. 364
8.2.4 Erkennung von Ausfällen
(Failure Detection)................
368
8.3 Zuverlässige Client-Server-Kommunikation........................ 369
8.3.1 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation.......................... 370
8.3.2 RPC-Semantik bei Fehlern............................... 370
8.4 Zuverlässige Gruppenkommunikation............................ 376
8.4.1 Grundlegende Verfahren für zuverlässiges
Multicasting
....... 376
8.4.2 Skalierbarkeit beim zuverlässigen
Multicasting
.............. 378
8.4.3 Atomares
Multicasting
.................................. 381
8.5 Verteilter
Commit
............................................. 387
8.5.1 Zwei-Phasen-Commit................................... 388
8.5.2 Drei-Phasen-Commit.................................... 393
8.6 Wiederherstellung
(Recovery)
.................................... 396
8.6.1 Einführung............................................ 396
8.6.2 Kontrollpunkt (Checkpoint)............................... 400
8.6.3 Nachrichtenprotokollierung............................... 403
8.6.4 Wiederherstellungsorientierte Datenverarbeitung............. 405
Zusammenfassung............................................. 407
Aufgaben..................................................... 408
Kapitel 9 Sicherheit 411
9.1 Einführung in das Thema Sicherheit.............................. 413
9.1.1 Sicherheitsbedrohungen, -richtlinien und
-mechanismen
....... 413
9.1.2 Entwurfsfragen......................................... 420
9.1.3
Kryptografie
........................................... 424
9.2 Sichere Kanäle................................................ 432
9.2.1 Authentifizierung....................................... 433
9.2.2 Nachrichtenintegrität und Vertraulichkeit................... 440
9.2.3 Sichere Gruppenkommunikation .......................... 444
9.2.4 Kerberos.............................................. 447
9.3 Zugriffssteuerung.............................................. 450
9.3.1 Allgemeine Aspekte der Zugriffssteuerung................... 450
9.3.2 Firewalls.............................................. 454
9.3.3 Sicherer mobiler Code................................... 456
9.3.4 DoS-Angriffe
(Denial of
Service)........................... 463
9.4 Sicherheitsverwaltung.......................................... 464
9.4.1 Schlüsselverwaltung.................................... 464
9.4.2 Sichere Gruppenverwaltung.............................. 468
9.4.3 Autorisierungsverwaltung................................ 470
Zusammenfassung............................................. 475
Aufgaben..................................................... 476
Kapitel 10 Verteilte objektbasierte Systeme 479
10.1 Architektur................................................... 481
10.1.1 Verteilte Objekte........................................ 481
10.1.2 Enterprise
Java Beans
.................................... 484
10.1.3 Verteilte gemeinsam genutzte Objekte in
Globe
............... 486
10.2 Prozesse..................................................... 489
10.2.1 Objektserver........................................... 489
10.2.2 Das Ice-Laufzeitsystem................................... 492
10.3 Kommunikation............................................... 494
10.3.1 Clients an Objekte binden................................ 494
10.3.2 Statischer und dynamischer Aufruf entfernter Methoden
(Remote
Method Invocation, RMI)
im Vergleich............... 496
10.3.3 Übergeben von Parametern............................... 497
10.3.4
Java RMI
.............................................. 499
10.3.5 Objektbasierte Nachrichtenübermittlung.................... 502
10.4 Benennung.................................................. 505
10.4.1 CORBA-Objektverweise................................. 505
10.4.2 Globe-Objektverweise................................... 507
10.5 Synchronisierung............................................. 508
10.6 Konsistenz und Replikation..................................... 510
10.6.1 Eintrittskonsistenz..................................... 510
10.6.2 Replizierte Aufrufe..................................... 513
10.7 Fehlertoleranz................................................ 514
10.7.1 Fehlertoleranz in
CORBA
................................ 515
10.7.2 Fehlertoleranz in Java................................... 518
10.8 Sicherheit................................................... 520
10.8.1
Globe
................................................ 521
10.8.2 Sicherheit für entfernte Objekte........................... 524
Zusammenfassung............................................ 527
Aufgaben.................................................... 528
Kapitel 11 Verteilte Dateisysteme 531
11.1 Architektur.................................................. 533
11.1.1 Client-Server-Architekturen.............................. 533
11.1.2 Clusterbasierte verteilte Dateisysteme...................... 538
11.1.3 Symmetrische Architekturen............................. 540
11.2 Prozesse..................................................... 542
11.3 Kommunikation.............................................. 543
11.3.1 RPCs in NFS.......................................... 543
11.3.2 Das
КРСг-Ѕиоѕуѕтет
................................... 544
11.3.3 Dateiorientierte Kommunikation in Plan 9.................. 546
11.4 Namen...................................................... 548
11.4.1 Namen in NFS......................................... 548
11.4.2 Erstellen eines globalen Namensraumes.................... 553
11.5 Synchronisierung............................................. 554
11.5.1 Semantik der gemeinsamen Dateiverwendung............... 555
11.5.2 Dateien sperren........................................ 557
11.5.3 Gemeinsame Verwendung von Dateien in Coda.............. 560
11.6 Konsistenz und Replikation..................................... 561
11.6.1 Clientseitiger Cache .................................... 561
11.6.2
Serverseitige
Replikation................................ 565
11.6.3 Replikation in Peer-to-Peer-Dateisystemen.................. 567
11.6.4 Dateireplikation in Grid-Systemen......................... 569
11.7 Fehlertoleranz................................................ 570
11.7.1 Umgang mit byzantinischen Fehlern....................... 570
11.7.2 Hohe Verfügbarkeit in Peer-to-Peer-Systemen................ 572
11.8 Sicherheit.................................................... 574
11.8.1 Sicherheit in NFS....................................... 574
11.8.2 Dezentrale Authentifizierung.............................. 577
11.8.3 Sichere Peer-to-Peer-Systeme zur gemeinsamen
Verwendung von Dateien.................................580
Zusammenfassung............................................. 583
Aufgaben..................................................... 585
Kapitel 12 Verteilte webbasierte Systeme 587
12.1 Architektur................................................... 589
12.1.1 Herkömmliche webbasierte Systeme........................ 589
12.1.2 Webdienste............................................ 593
12.2 Prozesse..................................................... 597
12.2.1 Clients................................................ 597
12.2.2 Der Apache-Webserver................................... 598
12.2.3 Webservercluster....................................... 600
12.3 Kommunikation............................................... 603
12.3.1 HTTP................................................. 603
12.3.2
SOAP
................................................. 608
12.4 Benennung................................................... 610
12.5 Synchronisierung.............................................. 611
12.6 Konsistenz und Replikation...................................... 612
12.6.1 Zwischenspeicherung auf dem Webproxy................... 613
12.6.2 Replikation für Webhosting-Systeme....................... 615
12.6.3 Replikation von Webanwendungen......................... 621
12.7 Fehlertoleranz................................................ 624
12.8 Sicherheit.................................................... 626
Zusammenfassung............................................. 628
Aufgaben..................................................... 629
Kapitel 13 Verteilte koordinationsbasierte Systeme 631
13.1 Einführung in Koordinationsmodelle.............................. 633
13.2 Architekturen................................................. 634
13.2.1 Allgemeiner Ansatz..................................... 635
13.2.2 Herkömmliche Architekturen............................. 636
13.2.3 Peer-to-Peer-Architekturen............................... 642
13.2.4 Mobilität und Koordination............................... 646
13.3 Prozesse..................................................... 649
13.4 Kommunikation............................................... 649
13.4.1 Inhaltsgesteuertes Routing................................ 649
13.4.2 Unterstützung von kombinierten Abonnements
(Subscription)
.. 651
13.5 Benennung................................................... 651
13.5.1 Zusammengesetzte Ereignisse beschreiben................... 652
13.5.2 Abgleichen von Ereignissen mit Abonnements............... 654
13.6 Synchronisierung.............................................. 655
13.7 Konsistenz und Replikation..................................... 655
13.7.1 Statische Ansätze...................................... 655
13.7.2 Dynamische Replikation................................. 658
13.8 Fehlertoleranz................................................ 660
13.8.1 Zuverlässige Publish/Subscribe-Kommunikation zwischen
Anbieter und Abonnent................................. 660
13.8.2 Fehlertoleranz in gemeinsam genutzten Datenräumen......... 664
13.9 Sicherheit................................................... 665
13.9.1 Vertraulichkeit........................................ 665
13.9.2 Sichere gemeinsam genutzte Datenräume................... 668
Zusammenfassung............................................ 669
Aufgaben.................................................... 670
Kapitel 14 Literatur und Quellen 673
14.1 Weiterführende Literatur....................................... 675
14.1.1 Einführungen und allgemeine Werke...................... 675
14.1.2 Architekturen......................................... 675
14.1.3 Prozesse.............................................. 676
14.1.4 Kommunikation ....................................... 677
14.1.5 Benennung............................................ 677
14.1.6 Synchronisierung...................................... 678
14.1.7 Konsistenz und Replikation.............................. 679
14.1.8 Fehlertoleranz......................................... 679
14.1.9 Sicherheit ............................................ 680
14.1.10 Verteilte objektbasierte Systeme........................... 681
14.1.11 Verteilte Dateisysteme.................................. 682
14.1.12 Verteilte webbasierte Systeme............................ 682
14.1.13 Verteilte koordinationsbasierte Systeme.................... 683
14.2 Quellen..................................................... 684
Über die Autoren 719
Liste mit englischen Begriffen und deren Übersetzung 721
Liste mit deutschen Begriffen und deren Übersetzung 729
Register 737
Verteilte Systeme
In dieser verbesserten und aktualisierten Ausgabe des Lehrbuchklassikers
Verteilte Systeme stellen die Autoren Tanenbaum und
van Steen
sowohl
die Einzelheiten verteilter Systeme als auch die zugrunde liegenden
Technologien vor. Ihre klare, umfassende und fesselnde Behandlung
des Themas bildet einen hervorragenden Text für Dozenten und Studen¬
ten der Informatik, die eine systematische Behandlung der Prinzipien
und Technologien von verteilten Systemen fordern. Die Autoren trennen die Prinzi¬
pien von den Paradigmen und erörtern die vier verschiedenen Kategorien von verteilten
Systemen. Dabei zeigen sie auf, in welcher Beziehung die Prinzipien miteinander stehen,
und machen so das komplexe Thema der verteilten Systeme leichter verständlich. Neu
in dieser Auflage sind Kapitel zu System- und Softwarearchitekturen sowie Systeme
mit Selbstverwaltung. Zudem finden im gesamten Buch eine erweiterte Behandlung
von Peer-to-Peer-Architekturen und Sensornetzwerken sowie die Virtualisierung und
ihre Rolle in verteilten Systemen ihren Platz. Viele neue Beispiele und Fallstudien zur
Veranschaulichung der Prinzipien von verteilten Systemen - insbesondere webbasierte
Systeme - machen dieses Werk zu einem essentiellen Begleiter eines jeden Informatikers.
Das Buch richtet sich an Studierende und Praktiker aus den Bereichen der Informatik
und ihren verwandten Fächern. Umfangreiche Zusatzmaterialien runden dieses Lehrwerk
ab.
Architekturen · Sicherheit
Prozesse · Verteilte objektbasierte Systeme
Kommunikation · Verteilte Dateisysteme
Benennung- und Namensysteme · Verteilte webbasierte Systeme
Synchronisierung · Verteilte koordinationsbasierte
Konsistenz und Replikation Systeme
Fehlertoleranz
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
із
Kapitel 1 Einleitung 17
1.1 Definition eines verteilten Systems. 19
1.2 Ziele. 20
1.2.1 Zugriff auf Ressourcen. 20
1.2.2 Verteilungstransparenz. 21
1.2.3 Offenheit. 25
1.2.4 Skalierbarkeit. 26
1.2.5 Typische Fehlannahmen. 33
1.3 Klassen verteilter Systeme. 34
1.3.1 Verteilte Computersysteme. 34
1.3.2 Verteilte Informationssysteme. 37
1.3.3 Verteilte
Pervasive
Systeme. 42
Zusammenfassung. 48
Aufgaben. 49
Kapitel 2 Architekturen 51
2.1 Architekturstile. 53
2.2 Systemarchitekturen. 55
2.2.1 Zentralisierte Architekturen. 55
2.2.2 Dezentralisierte Architekturen. 62
2.2.3 Hybridarchitekturen. 70
2.3 Architekturen und Middleware. 72
2.3.1 Interzeptoren. 73
2.3.2 Allgemeine Ansätze für
adaptive
Software. 75
2.3.3 Erörterung. 7(i
2.4 Selbstmanagement in verteilten Systemen. 77
2.4.1 Modell der Rückkopplungssteuerung. 77
2.4.2 Systemüberwachung mit
Astrolabe
. 80
2.4.3 Unterscheidung von Replikationsstrategien in
Globule
. 82
2.4.4 Automatische Reparatur von Komponenten in Jade. 85
Zusammenfassung. 87
Aufgaben. HH
Kapitel 3 Prozesse <u
3.1
Threads
.
(Ki
3.1.1 Einführung in
Threads
.
;kì
3.1.2
Threads
in verteilten Systemen. ijtf
3.2
Virtualisierung
. 101
3.2.1 Die Rolle der Visualisierung in verteilten Systemen. 102
3.2.2 Architekturen virtueller Maschinen. 103
3.3 Clients. 104
3.3.1 Vernetzte Benutzerschnittstellen. 105
3.3.2 Clientseitige Software für die Verteilungstransparenz. 109
3.4 Server. 110
3.4.1 Allgemeine Entwurfsfragen. 110
3.4.2
Servercluster
. 114
3.4.3
Servercluster
verwalten. 119
3.5 Codemigration. 126
3.5.1 Ansätze zur Codemigration . 126
3.5.2 Migration und lokale Ressourcen. 130
3.5.3 Migration in heterogenen Systemen. 132
Zusammenfassung. 135
Aufgaben. 136
Kapitel 4 Kommunikation 139
4.1 Grundlagen. 141
4.1.1 Protokollschichten. 141
4.1.2 Arten der Kommunikation. 148
4.2 Entfernter Prozeduraufruf (Remote
Procedure
Call, RPC)
. 150
4.2.1 Grundlagen der RPC-Verwendung. 150
4.2.2 Übergabe von Parametern. 154
4.2.3 Asynchrone RPCs. 158
4.2.4 DCE-RPC. 160
4.3 Nachrichtenorientierte Kommunikation. 166
4.3.1 Nachrichtenorientierte flüchtige Kommunikation. 166
4.3.2 Nachrichtenorientierte persistente Kommunikation. 170
4.3.3 Das Warteschlangensystem
WebSphere
von IBM. 178
4.4 Streamorientierte Kommunikation. 184
4.4.1 Unterstützung für kontinuierliche Medien. 184
4.4.2
Streams
und Dienstgüte. 186
4.4.3 Synchronisierung von
Streams
. 189
4.5 Multicast-Kommunikation. 192
4.5.1
Multicast
auf Anwendungsebene. 192
4.5.2 Gossip-basierte Datenverbreitung . 196
Zusammenfassung. 201
Aufgaben. 203
Kapitel
5 Benennung und Namenssysteme 207
5.1 Namen, Bezeichner und Adressen. 209
5.2 Lineare Benennung. 211
5.2.1 Einfache Lösungen. 211
5.2.2 Heimatgestützte Ansätze. 215
5.2.3 Verteilte Hash-Tabellen. 216
5.2.4 Hierarchische Ansätze. 220
5.3 Hierarchische Benennung. 223
5.3.1 Namensräume. 223
5.3.2 Namensauflösung. 226
5.3.3 Die Implementierung eines Namensraumes. 230
5.3.4 DNS. 238
5.4 Attributbasierte Benennung. 246
5.4.1 Verzeichnisdienste. 246
5.4.2 Hierarchische Implementierungen:
LDAP
. 247
5.4.3 Dezentrale Implementierungen. 251
Zusammenfassung. 256
Aufgaben. 258
Kapitel
б
Synchronisierung 261
6.1 Uhrensynchronisierung. 263
6.1.1 Physikalische Uhren. 264
6.1.2 Global
Positioning
System (GPS). 267
6.1.3 Algorithmen zur Uhrzeitsynchronisierung. 269
6.2 Logische Uhren. 274
6.2.1 Die logischen Uhren von Lamport. 275
6.2.2 Vektoruhren. 278
6.3 Gegenseitiger Ausschluss. 282
6.3.1 Überblick. 282
6.3.2 Ein zentralisierter Algorithmus. 282
6.3.3 Ein dezentraler Algorithmus. 284
6.3.4 Ein verteilter Algorithmus. 285
6.3.5 Ein Token-Ring-Algorithmus. 287
6.3.6 Die vier Algorithmen im Vergleich. 289
6.4 Globale Positionierung von Knoten. 290
6.5 Wahlalgorithmen. 293
6.5.1 Herkömmliche Wahlalgorithmen . 293
6.5.2 Wahlalgorithmen in drahtlosen Umgebungen. 296
6.5.3 Wahlalgorithmen in großmaßstäblichen Systemen. 298
Zusammenfassung. 300
Aufgaben. 301
Kapitel 7 Konsistenz und Replikation
зоз
7.1 Einführung. 305
7.1.1 Gründe für Replikation. 305
7.1.2 Replikation als Skalierungstechnik. 306
7.2 Datenzentrierte Konsistenzmodelle. 307
7.2.1 Stufenlose Konsistenz. 308
7.2.2 Konsistente Anordnung von Operationen. 312
7.3 Client-zentrierte Konsistenzmodelle. 319
7.3.1
Eventual
Consistency.
319
7.3.2 Monotones Lesen. 322
7.3.3 Monotones Schreiben. 323
7.3.4
»Read Your
Writese-Konsistenz. 324
7.3.5
»Writes Follow
Reads^Konsistenz. 325
7.4
Replikationsverwaltung
. 326
7.4.1 Platzierung der Replikatserver. 327
7.4.2
Replikation
und Platzierung von Inhalten. 328
7.4.3 Verteilung von Inhalten. 332
7.5 Konsistenzprotokolle. 336
7.5.1 Stufenlose Konsistenz. 337
7.5.2 Urbildbasierte Protokolle
(Primary-Based Protocols).
339
7.5.3 Protokolle für replizierte Schreibvorgänge. 342
7.5.4 Cache-Kohärenzprotokolle. 344
7.5.5 Implementieren der clientzentrierten Konsistenz. 346
Zusammenfassung. 349
Aufgaben. 351
Kapitel 8 Fehlertoleranz
353
8.1 Einführung in die Fehlertoleranz. 355
8.1.1 Grundbegriffe. 355
8.1.2 Fehlermodelle. 357
8.1.3 Maskierung des Ausfalls durch Redundanz. 359
8.2 Belastbarkeit von Prozessen. 361
8.2.1 Entwurfsfragen. 361
8.2.2 Maskierung von Ausfällen und Replikation. 363
8.2.3 Übereinstimmung in fehlerhaften Systemen. 364
8.2.4 Erkennung von Ausfällen
(Failure Detection).
368
8.3 Zuverlässige Client-Server-Kommunikation. 369
8.3.1 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. 370
8.3.2 RPC-Semantik bei Fehlern. 370
8.4 Zuverlässige Gruppenkommunikation. 376
8.4.1 Grundlegende Verfahren für zuverlässiges
Multicasting
. 376
8.4.2 Skalierbarkeit beim zuverlässigen
Multicasting
. 378
8.4.3 Atomares
Multicasting
. 381
8.5 Verteilter
Commit
. 387
8.5.1 Zwei-Phasen-Commit. 388
8.5.2 Drei-Phasen-Commit. 393
8.6 Wiederherstellung
(Recovery)
. 396
8.6.1 Einführung. 396
8.6.2 Kontrollpunkt (Checkpoint). 400
8.6.3 Nachrichtenprotokollierung. 403
8.6.4 Wiederherstellungsorientierte Datenverarbeitung. 405
Zusammenfassung. 407
Aufgaben. 408
Kapitel 9 Sicherheit 411
9.1 Einführung in das Thema Sicherheit. 413
9.1.1 Sicherheitsbedrohungen, -richtlinien und
-mechanismen
. 413
9.1.2 Entwurfsfragen. 420
9.1.3
Kryptografie
. 424
9.2 Sichere Kanäle. 432
9.2.1 Authentifizierung. 433
9.2.2 Nachrichtenintegrität und Vertraulichkeit. 440
9.2.3 Sichere Gruppenkommunikation . 444
9.2.4 Kerberos. 447
9.3 Zugriffssteuerung. 450
9.3.1 Allgemeine Aspekte der Zugriffssteuerung. 450
9.3.2 Firewalls. 454
9.3.3 Sicherer mobiler Code. 456
9.3.4 DoS-Angriffe
(Denial of
Service). 463
9.4 Sicherheitsverwaltung. 464
9.4.1 Schlüsselverwaltung. 464
9.4.2 Sichere Gruppenverwaltung. 468
9.4.3 Autorisierungsverwaltung. 470
Zusammenfassung. 475
Aufgaben. 476
Kapitel 10 Verteilte objektbasierte Systeme 479
10.1 Architektur. 481
10.1.1 Verteilte Objekte. 481
10.1.2 Enterprise
Java Beans
. 484
10.1.3 Verteilte gemeinsam genutzte Objekte in
Globe
. 486
10.2 Prozesse. 489
10.2.1 Objektserver. 489
10.2.2 Das Ice-Laufzeitsystem. 492
10.3 Kommunikation. 494
10.3.1 Clients an Objekte binden. 494
10.3.2 Statischer und dynamischer Aufruf entfernter Methoden
(Remote
Method Invocation, RMI)
im Vergleich. 496
10.3.3 Übergeben von Parametern. 497
10.3.4
Java RMI
. 499
10.3.5 Objektbasierte Nachrichtenübermittlung. 502
10.4 Benennung. 505
10.4.1 CORBA-Objektverweise. 505
10.4.2 Globe-Objektverweise. 507
10.5 Synchronisierung. 508
10.6 Konsistenz und Replikation. 510
10.6.1 Eintrittskonsistenz. 510
10.6.2 Replizierte Aufrufe. 513
10.7 Fehlertoleranz. 514
10.7.1 Fehlertoleranz in
CORBA
. 515
10.7.2 Fehlertoleranz in Java. 518
10.8 Sicherheit. 520
10.8.1
Globe
. 521
10.8.2 Sicherheit für entfernte Objekte. 524
Zusammenfassung. 527
Aufgaben. 528
Kapitel 11 Verteilte Dateisysteme 531
11.1 Architektur. 533
11.1.1 Client-Server-Architekturen. 533
11.1.2 Clusterbasierte verteilte Dateisysteme. 538
11.1.3 Symmetrische Architekturen. 540
11.2 Prozesse. 542
11.3 Kommunikation. 543
11.3.1 RPCs in NFS. 543
11.3.2 Das
КРСг-Ѕиоѕуѕтет
. 544
11.3.3 Dateiorientierte Kommunikation in Plan 9. 546
11.4 Namen. 548
11.4.1 Namen in NFS. 548
11.4.2 Erstellen eines globalen Namensraumes. 553
11.5 Synchronisierung. 554
11.5.1 Semantik der gemeinsamen Dateiverwendung. 555
11.5.2 Dateien sperren. 557
11.5.3 Gemeinsame Verwendung von Dateien in Coda. 560
11.6 Konsistenz und Replikation. 561
11.6.1 Clientseitiger Cache . 561
11.6.2
Serverseitige
Replikation. 565
11.6.3 Replikation in Peer-to-Peer-Dateisystemen. 567
11.6.4 Dateireplikation in Grid-Systemen. 569
11.7 Fehlertoleranz. 570
11.7.1 Umgang mit byzantinischen Fehlern. 570
11.7.2 Hohe Verfügbarkeit in Peer-to-Peer-Systemen. 572
11.8 Sicherheit. 574
11.8.1 Sicherheit in NFS. 574
11.8.2 Dezentrale Authentifizierung. 577
11.8.3 Sichere Peer-to-Peer-Systeme zur gemeinsamen
Verwendung von Dateien.580
Zusammenfassung. 583
Aufgaben. 585
Kapitel 12 Verteilte webbasierte Systeme 587
12.1 Architektur. 589
12.1.1 Herkömmliche webbasierte Systeme. 589
12.1.2 Webdienste. 593
12.2 Prozesse. 597
12.2.1 Clients. 597
12.2.2 Der Apache-Webserver. 598
12.2.3 Webservercluster. 600
12.3 Kommunikation. 603
12.3.1 HTTP. 603
12.3.2
SOAP
. 608
12.4 Benennung. 610
12.5 Synchronisierung. 611
12.6 Konsistenz und Replikation. 612
12.6.1 Zwischenspeicherung auf dem Webproxy. 613
12.6.2 Replikation für Webhosting-Systeme. 615
12.6.3 Replikation von Webanwendungen. 621
12.7 Fehlertoleranz. 624
12.8 Sicherheit. 626
Zusammenfassung. 628
Aufgaben. 629
Kapitel 13 Verteilte koordinationsbasierte Systeme 631
13.1 Einführung in Koordinationsmodelle. 633
13.2 Architekturen. 634
13.2.1 Allgemeiner Ansatz. 635
13.2.2 Herkömmliche Architekturen. 636
13.2.3 Peer-to-Peer-Architekturen. 642
13.2.4 Mobilität und Koordination. 646
13.3 Prozesse. 649
13.4 Kommunikation. 649
13.4.1 Inhaltsgesteuertes Routing. 649
13.4.2 Unterstützung von kombinierten Abonnements
(Subscription)
. 651
13.5 Benennung. 651
13.5.1 Zusammengesetzte Ereignisse beschreiben. 652
13.5.2 Abgleichen von Ereignissen mit Abonnements. 654
13.6 Synchronisierung. 655
13.7 Konsistenz und Replikation. 655
13.7.1 Statische Ansätze. 655
13.7.2 Dynamische Replikation. 658
13.8 Fehlertoleranz. 660
13.8.1 Zuverlässige Publish/Subscribe-Kommunikation zwischen
Anbieter und Abonnent. 660
13.8.2 Fehlertoleranz in gemeinsam genutzten Datenräumen. 664
13.9 Sicherheit. 665
13.9.1 Vertraulichkeit. 665
13.9.2 Sichere gemeinsam genutzte Datenräume. 668
Zusammenfassung. 669
Aufgaben. 670
Kapitel 14 Literatur und Quellen 673
14.1 Weiterführende Literatur. 675
14.1.1 Einführungen und allgemeine Werke. 675
14.1.2 Architekturen. 675
14.1.3 Prozesse. 676
14.1.4 Kommunikation . 677
14.1.5 Benennung. 677
14.1.6 Synchronisierung. 678
14.1.7 Konsistenz und Replikation. 679
14.1.8 Fehlertoleranz. 679
14.1.9 Sicherheit . 680
14.1.10 Verteilte objektbasierte Systeme. 681
14.1.11 Verteilte Dateisysteme. 682
14.1.12 Verteilte webbasierte Systeme. 682
14.1.13 Verteilte koordinationsbasierte Systeme. 683
14.2 Quellen. 684
Über die Autoren 719
Liste mit englischen Begriffen und deren Übersetzung 721
Liste mit deutschen Begriffen und deren Übersetzung 729
Register 737
Verteilte Systeme
In dieser verbesserten und aktualisierten Ausgabe des Lehrbuchklassikers
Verteilte Systeme stellen die Autoren Tanenbaum und
van Steen
sowohl
die Einzelheiten verteilter Systeme als auch die zugrunde liegenden
Technologien vor. Ihre klare, umfassende und fesselnde Behandlung
des Themas bildet einen hervorragenden Text für Dozenten und Studen¬
ten der Informatik, die eine systematische Behandlung der Prinzipien
und Technologien von verteilten Systemen fordern. Die Autoren trennen die Prinzi¬
pien von den Paradigmen und erörtern die vier verschiedenen Kategorien von verteilten
Systemen. Dabei zeigen sie auf, in welcher Beziehung die Prinzipien miteinander stehen,
und machen so das komplexe Thema der verteilten Systeme leichter verständlich. Neu
in dieser Auflage sind Kapitel zu System- und Softwarearchitekturen sowie Systeme
mit Selbstverwaltung. Zudem finden im gesamten Buch eine erweiterte Behandlung
von Peer-to-Peer-Architekturen und Sensornetzwerken sowie die Virtualisierung und
ihre Rolle in verteilten Systemen ihren Platz. Viele neue Beispiele und Fallstudien zur
Veranschaulichung der Prinzipien von verteilten Systemen - insbesondere webbasierte
Systeme - machen dieses Werk zu einem essentiellen Begleiter eines jeden Informatikers.
Das Buch richtet sich an Studierende und Praktiker aus den Bereichen der Informatik
und ihren verwandten Fächern. Umfangreiche Zusatzmaterialien runden dieses Lehrwerk
ab.
Architekturen · Sicherheit
Prozesse · Verteilte objektbasierte Systeme
Kommunikation · Verteilte Dateisysteme
Benennung- und Namensysteme · Verteilte webbasierte Systeme
Synchronisierung · Verteilte koordinationsbasierte
Konsistenz und Replikation Systeme
Fehlertoleranz |
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