on 06-Feb-2024 (Tue)

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Verteilte Verarbeitung

Beschleunigung der Verarbeitung Prinzip (vgl. Map-Reduce, Hadoop):

1. Aufteilung der zu verarbeitenden Daten in (disjunkte) Teilmengen
2. Verteilung der Teilmengen über mehrere Rechner Processing Elements (PE)
3. Simultane Verarbeitung und Zusammenfassung der Teilergebnisse

Herausforderung Heterogenität verteilter Systeme

• Gemeinsame, standardisierte und offene Netzprotokolle
• Austauschbare, Hardware-unabhängige Formate für Daten
• Standards zum Austausch von Nachrichten, Datenbankabfragen, etc.
• Middleware
  • Softwareschicht, die eine Programmierabstraktion bereitstellt und die Heterogenität darunter liegender Komponenten verbirgt. Beispiele: CORBA, Web-Services
• Virtuelle Maschinen
  • Compiler erzeugt Code für eine „Software-Maschine“, nicht für die Zielhardware. Beispiele: Native Client, Java Virtual Machine

Herausforderung Skalierbarkeit verteilter Systeme WT:I-2 Introduction © STEIN 2005-2015 nach [Böttcher/Kao 2005] Effizientes und effektives Arbeiten auch bei steigender Anzahl von Benutzern und Komponenten Hosts Websites Anteil 1979 188 0 0% 1989 130.000 0 0% 1999 56.318.000 6.598.697 12% 2005 317.646.084 62.286.451 19% 2009 625.226.456 185.497.213 30% 2013 963.518.598 629.939.191 65% 2015 1.012.706.608 878.346.052 87% Automatische Anpassung an erhöhte Last Bestellbare Rechen- und Speicherleistung für bestimmte Aufgaben Stichworte: Grid-Computing, Cloud-Computing Erweiterung muss zu vernünftigen Kosten möglich sein. Ressourcen sollen zukünftige Erweiterungen berücksichtigen z.B. die Umstellung von 32-Bit Internet-Adressen auf 128-Bit

Weitere Herausforderungen verteilter Systeme WT:I-2 Introduction © STEIN 2005-2015 nach [Böttcher/Kao 2005] Koordination und Synchronisation von Komponenten Transparenz: Verbergen der räumlichen Trennung der einzelnen Komponenten im verteilten System vor Benutzern/Anwendungen, das System wird als eine Einheit wahrgenommen. Zugriffstransparenz Beispiel: identische Zugriffsoperationen für lokalen oder Netzwerkdrucker Positionstransparenz Beispiel: keine exakte Kenntnis der Druckerposition Mobilitätstransparenz Beispiel: Verschiebung eines Handygesprächs zwischen Zonen Diagnose: Fehler und Ausfälle in Rechnerknoten, Verbindungsstrukturen oder der Kommunikation sind wahrscheinlich.