...
Wie Sieht ein GET Request aus?
GET /website.html
HTTP/1.1
Host:
www.server.com
Welche Weiteren HTTP-Anfragen gibt es neben GET?
- POST: Übermittlung von Daten an den Server
- HEAD: Wie GET, aber ohne eigentliche Übermittlung der Ressource
- PUT: Übermittlung einer Ressource an den Server
- DELETE: Löschen einer Ressource auf dem Server Verwendung bei REST oder WEBDAV
- TRACE: Server liefert eigene Anfrage zurück Wurde eigene Anfrage verändert (Debugging)
- OPTIONS: Liste mit unterstützten Methoden und Features
- CONNECT: Verwendung in SSL-Tunnels
Wie funktioniert Authentifizierung?
- Server: Statuscode "401 Unauthorized"
- Client: Header mit WWW-Authenticate und User + Passwort (Base64-codiert) an Server
Was bedeutet Multi-Request?
Mehrere Request-Response-Paare pro Kommunikation -> Evtl. Verbindungskontext erforderlich (bsp: client zu server server zu server)
Was bedeutet Multi-Client?
Angebot eines Dienstes für nur einen Client idR nicht Sinnvoll
Server bedient mehrere Clients gleichzeitig
Wie können mit Multiplen Anfragen komplexe Dienste aufgebaut werden?
- Server verwendet zu Beantwortung einer Client Anfrage weitere Dienste (Server wird zum client für anderen Server)
- erhöhter Kommunikationsaufwand
- Synchronisierungsaufwand bei gängiger gleichzeitiger Subienst-Ausführung
Nennen Sie Eigenschaften der Verteilung
- Zugriff: Unterschiede in der Art des Datenzugriffs an verschiedenen Orten
- Benennung/Ort: Unterschiede in der Benennung der Daten an verschiedenen Orten
- Migration: Unterschiede beim Daten- oder Ressourcen-Transfer je nach Quell- und Zielort
- Relokation: Verschiebung von Ressourcen zwischen Orten während Zugriff
- Persistenz: Unterscheidung zwischen transienten und persistenten Daten
- Replikation: Unterschiede beim Zugriff auf Originale oder Datenkopien
- Fehler: Ausnahmebehandlung beim Datenzugriff an verschiedenen, insb. entfernten Orten
Was versteht man unter Verteilungstransparenz?
System ist im Bezug auf Verteilung transparend wenn Eigenschaftsunterschiede für Anwener nicht wahrnehmbar sind (unsichtbar -> transparent)
Verteiltes System sieht aus wie lokales System
Wie kann Transparentz für die einzelnen Eigenschaften erreicht werden?
d
Nennen Sie Einflussfaktoren auf Transparenz
- Zeitaufwand für Kommunikation
- Unvorhersehbare Ausnahmen bei der Kommunikation
- Kommunikationsgegenstelle antwortet nicht
- Unterscheidung zw. langsamer od. ausgefallener Gegenstelle idR nicht möglich
- Massnahmen
- Mehrere Kommunikationsversuche
- Timer für Wartezeit mit langen Fristen
Was ist ein Skalierbares System?
Lässt sich beliebig ausdehnen ohne Algorithmen, oder Protokolle zu ändern.
Welche Typen der Skalierbarkeit gibt es?
- Größe: Erweiterung durch Komponenten oder Teilnehmer
- Geographie: Erweiterung durch Standorte
- Administration: Erweiterung durch administrative Domänen
Wieso sind Zentralisierte Elemente in verteilten Systemen ein Problem?
- Zentraliesierte Elemente reduzieren die Größenskalierbarkeit
Welche Probleme hat man mit zentralen Daten, Diensten und Funktionalitäten?
- Daten: Hoher lokaler Speicherbedarf, lange Bearbeitungsdauer bei anfragen, lokaler Flaschenhals bei Kommunikation
- Diensten: Überlastung bei gleichzeitigem Zugriff
- Funktionalitäten: Fehlendes Wissen über Gesamtsystem
Wie kann man zentrale Elemente in einem Verteilten System dezentralisiren?
- Partitionierung
- Aufteilung der Ressourcen auf verschiedene Rechner (einzelner rechner für Anfragen -> weiterleitung an rechner nach ressourcen)
- Replikation
- Prinzip: Replikation aller Ressourcen auf alle Rechner, jeder Rechner kann jede Anfrage beantworten
Was versteht man unter Server Load Balancing?
Dezentraler verteilungs ansatz mit mehreren Rechnern die jede Anfragen beantworten können. Eine Zentralinstanz ist Lastverteiler (Load Balancer)
Wie können Daten, Dienste und Funktionalitäten mit Replikation dezentralisiert werden?
- Daten: Redundante Speicherung von Daten
- Dienste: Mehrfachangebot von Diensten (beinhaltet idR Daten-Replikation)
- Keine Lösung, da replizierte Funktionen i.A. nicht addressierbar oder auffindbar sind
Wie können zentralisierte Daten, Dienste und Funktionen in einem verteiltem System dezentralisiert werden?
- Daten: Partionierung der Daten auf verschiedenen Rechnern -> Lastverteilung und Datenspeicherung nahe am Zugriffsort
- Dienste: Dienstaufteilung auf verschiedene Rechner (beinhaltet idR Daten-Verteilung)
- Funktionen: Einzelne Funktionskomponenten auf verschiedenen Rechnern haben nur eingeschränkte Sicht (bsp routing algorithmen -> zentrale Verfahren kennen gesamtes Netz, dezentrale Verfahren kennen nur anligende)
Welche Probleme treten bei geografischer Skalierung auf?
- Latenz: Verlängerung der Übertragungswege erhöht Kommunikationsdauer
- Nachrichtenreplikation: Multicast oder Broadcast überflutet immer mehr Teilnehmer und überlastet Gesamtsystem
Wie können die Probleme bei Geographischer Skalierung gelöst werden?
- Vorverarbeitung
- Gemeinsamer Versand mehrerer Anfragen
- Kein Versand inkorrekter Anfragen -> Validierung vor Versand
- Nachrichtenreplikation nur im lokalen Umfeld
- Ausnutzen von Wartezeiten: Asynchrone Kommunikation reduziert Wartezeiten auf Antworten
Was ist Transienz?
Transienz bedeutet "vorrübergehend", in Java können Attribute mit -transient- gekennzeichnet werden. Diese werden nicht serialisiert unter der Vorraussetzung, dass das Attribut nicht benötigt bzw. wiederhergestellt werden kann.
Was ist der Unterschied zwischen Thread.run() und Thread.start()?
Bei Thread.run() wird nur die Methode ausgeführt aber kein neuer Thread gestartet.
Thread.start() startet einen neuen Thread der run() ausführt.
Was Sind Motivationsgründe für ein Verteiltes System?
- Schwächen zentalisierter Systeme
- Netzausbau
- Gesellschaftliche und Industrielle Trends
- Technologische Fortschritte
Beschreiben sie den Begriff Verteiltes System=
- Gruppe unabhängiger Computer die als einziges coherentes System erscheinen
- System bei dem componenten über netzwerk verbunden sind und nur über nachrichten kommunizieren.
Beschreiben Sie den Begriff der Symmetrischen Interaktion
Interaktionsrollten unter Komponenten sind gleichwertig
Beispiel Peer-to-Peer
(Begriffserweiterung: komponenten haben gleichwertigen Ressourcenzugriff)
Beschreiben Sie den Begriff der Asymmetrischen Interaktion
Keine gleichwertigen Interaktionsrollen unter Komponenten
Beispiel: Client Server
Wie können Komponenten kooperieren?
- Interaktion auf Basis gemeinsamer Ressourcen/Daten (Shared Memory)
- Verteilte Kooperation durch Kommunikation
Was ist nötig um Nebenläufigkeit für Kompnenten mit geteiltem Ressourcenzugriff zu ermöglichen?
- Synchronisation von Komponenten
- zusätzliche Ressourcen steigern Gesamtkapazität des verteilten Systems
Wie wird bei fehlender globaler uhr eine Koordination unter Komponenten eines verteilten Systems gehandhabt?
- Koordination von Komponenten nur über Nachrichteninhalt, nicht über Nachrichtenzeitpunkt
- Keine Koordination von Komponenten ohne Nachrichten
Nennen Sie Vorteile von Verteilten Systemen
- Unterstüzung verteilter Aufgaben
- Zuerlässigkeit
- Unterstützung spezieller Hardware
- Ausnutzung freier Ressourcen
Nennen Sie Nachteile von Verteilten Systemen
- Kommunikationskosten
- Komplexität bei Entwicklung
- Komplexität im Betrieb
Was sind Threads?
Threads sind leichtgewichtige Prozesse die innerhalb normaler schwergewichtiger prozesse laufen. (Ausfürungsfäden innerhalb von Prozess)
Was ist ein Kritischer Abschnitt?
Ein Codebereich der immer nur von einem Thread gleichzeitig durchlaufen werden kann.
Was sind atomare Operationen?
Methoden die nur von einem Thread gleichzeitig durchlaufen werden können.
Beschreiben sie einen Mutex in Java
Object mutex = new Object();
synchronized (mutex) {
...
}
Beschreiben sie eine atomare Methode in Java
public class A {
public synchronized meth() { // lockt auf Object on A
...
}
}
Wofür werden Threads in verteilten Systemen Verwendet?
Server:
- Nachrichten/Daten parallel bearbeiten / Nachrichten empfangen
- Bedienen mehrerer Clients parallel
Client:
- Asynchrone Kommunikation
Realisierung in Java:
- RMI Server inhärent, Client manuell
- Socket manuell bei Client und Server
Wie werden Threads in Java realisiert?
1.
public class A extends Thread ... override run()
new A().start();
2.
public class B implements Runnable ... oerride run()
new Thread(new B()).start();
Beschreiben Sie die Threadzustände in Java
so
Was sind Race Conditions?
Eine Race Condition ist eine Konstellation in einem Programm in dem das Ergebnis vom zeitlichen verhalten von Einzeloperationen abhängt (zb: Thread 1 schneller als Thread 2)
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Was ist Transienz?
Transienz bedeutet "vorrübergehend", in Java können Attribute mit -transient- gekennzeichnet werden. Diese werden nicht serialisiert unter der Vorraussetzung, dass das Attribut nicht benötigt bzw. wiederhergestellt werden kann.
Was ist der Unterschied zwischen Thread.run() und Thread.start()?
Bei Thread.run() wird nur die Methode ausgeführt aber kein neuer Thread gestartet.
Thread.start() startet einen neuen Thread der run() ausführt.
Was Sind Motivationsgründe für ein Verteiltes System?
- Schwächen zentalisierter Systeme
- Netzausbau
- Gesellschaftliche und Industrielle Trends
- Technologische Fortschritte
Beschreiben sie den Begriff Verteiltes System=
- Gruppe unabhängiger Computer die als einziges coherentes System erscheinen
- System bei dem componenten über netzwerk verbunden sind und nur über nachrichten kommunizieren.
Beschreiben Sie den Begriff der Symmetrischen Interaktion
Interaktionsrollten unter Komponenten sind gleichwertig
Beispiel Peer-to-Peer
(Begriffserweiterung: komponenten haben gleichwertigen Ressourcenzugriff)
Beschreiben Sie den Begriff der Asymmetrischen Interaktion
Keine gleichwertigen Interaktionsrollen unter Komponenten
Beispiel: Client Server
Wie können Komponenten kooperieren?
- Interaktion auf Basis gemeinsamer Ressourcen/Daten (Shared Memory)
- Verteilte Kooperation durch Kommunikation
Was ist nötig um Nebenläufigkeit für Kompnenten mit geteiltem Ressourcenzugriff zu ermöglichen?
- Synchronisation von Komponenten
- zusätzliche Ressourcen steigern Gesamtkapazität des verteilten Systems
Wie wird bei fehlender globaler uhr eine Koordination unter Komponenten eines verteilten Systems gehandhabt?
- Koordination von Komponenten nur über Nachrichteninhalt, nicht über Nachrichtenzeitpunkt
- Keine Koordination von Komponenten ohne Nachrichten
Nennen Sie Vorteile von Verteilten Systemen
- Unterstüzung verteilter Aufgaben
- Zuerlässigkeit
- Unterstützung spezieller Hardware
- Ausnutzung freier Ressourcen
Nennen Sie Nachteile von Verteilten Systemen
- Kommunikationskosten
- Komplexität bei Entwicklung
- Komplexität im Betrieb
Was sind Threads?
Threads sind leichtgewichtige Prozesse die innerhalb normaler schwergewichtiger prozesse laufen. (Ausfürungsfäden innerhalb von Prozess)
Was ist ein Kritischer Abschnitt?
Ein Codebereich der immer nur von einem Thread gleichzeitig durchlaufen werden kann.
Was sind atomare Operationen?
Methoden die nur von einem Thread gleichzeitig durchlaufen werden können.
Beschreiben sie einen Mutex in Java
Object mutex = new Object();
synchronized (mutex) {
...
}
Beschreiben sie eine atomare Methode in Java
public class A {
public synchronized meth() { // lockt auf Object on A
...
}
}
Wofür werden Threads in verteilten Systemen Verwendet?
Server:
- Nachrichten/Daten parallel bearbeiten / Nachrichten empfangen
- Bedienen mehrerer Clients parallel
Client:
- Asynchrone Kommunikation
Realisierung in Java:
- RMI Server inhärent, Client manuell
- Socket manuell bei Client und Server
Wie werden Threads in Java realisiert?
1.
public class A extends Thread ... override run()
new A().start();
2.
public class B implements Runnable ... oerride run()
new Thread(new B()).start();
Beschreiben Sie die Threadzustände in Java
so
Was sind Race Conditions?
Eine Race Condition ist eine Konstellation in einem Programm in dem das Ergebnis vom zeitlichen verhalten von Einzeloperationen abhängt (zb: Thread 1 schneller als Thread 2)
Wie werden Monitore in Java Realisiert?
Object monitor = new Object();
Thread1:
... monitor.wait(); // wartet bis notify()
Thread 2:
... monitor.notify(); // Thread 1 hört auf zu warten
Nennen sie den Unterschied zwischen notify() und notifyAll()
notify weckt ersten Thread der wait() aufgerufen hat.
notifyAll weckt alle Threads
Was versteht man unter einem Deadlock?
Bsp: Thread 1 hat Ressource A und wartet auf Ressource B
Thread 2 hat Ressource B und wartet auf Ressource A.
Was versteht man unter Starvation?
Unzureichender, unfairer Anteil an Rechenleisstung für mindestens einen Thread -> Thread verhungert
Was ist der Grad der Nebenläufigkeit?
Art und weise auf die ein Programm mit oder ohne Mehrere Threads agiert.
Beschreiben Sie den Grad der Nebenläufigkeit folgender Beispiele
- Ohne Arbeitsteilung - Sequentiell
- Mit Arbeitsteilung - Sequentiell
- Mit Arbeitsteilung (2 Threads) - Sequentiell
Beschreiben Sie den Grad der Nebenläufigkeit des folgenden Beispiels
Mit Arbeitsteilung (n+1 Threads) - Sequentiell
Bestimmen Sie den Grad der Nebenläufigkeit des folgenden Beispiels
Mit Arbeitsteilung (n+n+1 Threads) - Nebenläufig (1 Thread pro Task)
Beschreiben Sie den Grad der Nebenläufigkeit des folgenden Beispiels
Mit Arbeitsteilung (n+m+1 Threads, m << n) - Nebenläufig (Konstanter Thread-Pool mit m Threads)
Beschreiben Sie den Grad der Nebenläufigkeit des folgenden Beispiels
Mit Arbeitsteilung (n+m+k+1 Threads, m << n, k ≤ n-m) - Nebenläufig (Dynamischer Thread-Pool mit m Initial-Threads)
Vervollständigen sie die Tabelle
tabelle
Was versteht man unter Serialisierung?
Konvertierung eines Objekts in Bytestrom
Wozu wird Serialisierung verwendet?
- Persistente Objektspeicherung
- Netzwerkkommunikation
- Beispiel Java RMI: Transport von Objekten: Parameter und Ergebnisse
- Beispiel Socket-Programmierung: Kein eigenes Format für Kommunikation erforderlich
Wann ist eine Klasse in Java Serialisierbar?
- implements Serializable
- keine Methoden
- automatische serialisierung durch Laufzeitsystem
- Reihenfolge der Serialisierung
- Header mit Objekttype
- Instanzvariablen
- Verweisduplikate: Mehrfach referenzierte Objekte nur einmal in Bytestrom
- reduktion von Zyklen und Redundanz
- Superklasse ist serialisierbar
Wie funktioniert die Serialisierung von Objekten in Java?
OutputStream oStream = new FileOutputStream(filename);
ObjectOutputStream myStream = new ObjectOutputStream(oStream);
myStream.writeObject(mySerializableClass);
myStream.flush();
myStream.close();
Wie werden Objeke in java Deserialisiert?
InputStream iStream = new FileInputStream(filename);
ObjectInputStream myStream = new ObjectInputStream(iStream);
mySerializableClass = (MySerializableClass) myStream.readObject();
myStream.close();
Welche Probleme gibt es bei Serialisierung?
Unterschiedliche KLassenversionen bei Serialisierung und Deserialisierung
InvalidClassException, wenn Instanzvariable serialVersionUID verschieden
Was ist ie serialVersionUID?
Versionsnummer der Klasse
Wird automatischvon System gesetzt
oder Manuelle Deklaration und Definition
private static final long serialVersionUID = 1234;
Empfehlung Manuelle Definition (Java Object Serialization Specification)
Eclipse: Übernimmt manuelles Setzen automatisch
Wozu dient das Interface Externalizable?
- Eigenständige Definition des Serialisierungsformats
- Definition der Methoden
- public void readExternal (ObjectInput);
- public void writeExternal (ObjectOutput);
- Vorteil: Flexibler
- Nachteil: Fehleranfälliger
Beschreiben Sie das CS (Consumer/Server) Modell?
Ressource: Beliebige physikalische oder virtuelle Komponente (Objekt) eines Rechnersystems, welche nur in begrenzter Form zur Verfügung steht
