Kommunikation in verteilten Anwendungen

• Unicast
• Broadcast 
• Multicast
• Anycast

Layer 4 (transport)

A byte stream

in order and reliably

connection-oriented

Implements flow control and error control.

Faulty packets get discarded and are handled the same as lost packets.

Does not use full band width.

Header: 32 bit

Ovehead: at least 20 bytes

1. Source IP 
2. Destination IP
3. Source Port
4. Destination Port
5. Protocol e.g. TCP

SEQ: Sequence number

Every transmitted byte of a connection is numbered.

The byte which is expected to be received next.

Finish flag: Connection in this direction can be closed

Client: SYN: “Do you wanna talk?”

Server: SYN/ACK: 

“I acknowledge you wanting to talk to me. Do you want to talk to me too?” AND “Received all byes up to 100. I’m ready to receive 101 (payed forward).”

Client: ACK: “I received all bytes up to 300. I’m ready to receive 301 (payed forward).”

Client: FIN: “I want to close the connection.”

Server: ACK, FIN: “I hear ya (101). I want to close the connection too.”

Client: ACK: “Alright, I hear ya (301)”.

1.  Slow start
2. Congestion Avoidance Additive Increase
3. Congestion Detection Multiplicate Decrease

Interface (“glue”) between an app process and network.

Enables two applications to send/receive data between each other.

Layer 4 (Transport)

Fast delivery
Connection-less
8 bytes overhead (no handshake, no conn.)
No congestion or flow-control
Faulty packets cannot be detected on UDP level only on app level). → data sent too fast is lost.

Header: 32 bit

Overhead: 8 Bytes

Methoden, um unter Prozessen zu kommunizieren:

– Daten austauschen

– Synchronisation und Notification zwischen Prozessen und/ oder Thread

– Files

– Signals

– Mutex

– Pipes

– Queues

– Sockets (kommt im Kapitel TCP/IP sockets

• Tasks laufen zur selben Zeit auf einer CPU nach ihrer Priorität. 
• Verschiedene Aufgaben (Threads oder Prozesse) werden vom Betriebssystem unterbrochen.
• Der Zeitpunkt von Task Switches kann nicht kontrolliert werden.

Tasks laufen zur selben Zeit auf verschiedenen CPUs (Kernen)

Instanz von einem derzeit ausgeführten Programm, das Daten enthält. Ein Prozess enthält mindestens ein oder mehrere Threads, jeder Thread mit seinem Stack und Register.

Kleinstmögliche Processing-Einheit, die vom Betriebssystem erstellt wird. 
Ein Thread existiert immer in einem Prozess.

Die Ausführungsreihenfolge ist bei einem single process/thread noch vorhersagbar.

Ein Prozess besitzt mehrere Threads. Die Daten sind shared. Die Threads haben jeweils ihren eigenen Stack.

Ein neuer Prozess zu erstellen ist eine langsame und «heavyweight» Operation auf dem Betriebssystem. Mit shared Data zu arbeiten ist daher komplexer.

Im Vergleich zum Erstellen neuer Prozesse ist das Erstellen von neuen Threads eine „lightweight“ und schnelle Operation im Betriebssystem.

Eine Race-Condition entsteht dann, wenn zwei oder mehrere Threads / Prozesse auf dieselbe shared Ressource zugreifen; diese zur gleichen Zeit verändern. 

Gleichzeitiges Lesen/Schreiben nicht möglich, es wird eine Art Synchronisierung benötigt.

Sofern das Filesystem shared ist, kann diese Methode auch für inter-node Kommunikation verwendet werden.

Kleine Nachricht, die einen Prozess benachrichtigt, dass etwas passiert ist.

Wenn ein Signal zu einem Prozess geschickt wird, stoppt das OS den normalen Programm-Flow und führt zuerst die Signalmethode aus und führt dann das Programm normal weiter.

Mutex = mutual exclusion = gegenseitiger Ausschluss, Schloss. 

Hat 2 Zustände; locked oder unlocked (Boolean)

Wird verwendet, um eine shared Resource zu kontrollieren/synchronisieren.