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Betriebssysteme II

Sommersemester 1994

INHALTSVERZEICHNIS i Inhaltsverzeichnis 1 Verteilte Systeme 1

1.1 Kommunikation in verteilten Systemen : : : : : : : : : : : : : : : : : 1 1.2 Das OSI Schichtenmodell : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 2 1.3 Kurzbeschreibung der Schichten : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 2

1.3.1 Physical Layer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 2 1.3.2 Data Link : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3 1.3.3 Network : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3 1.3.4 Transport : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3 1.3.5 Session (Dialogsteuerung) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3 1.3.6 Presentation Layer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3 1.3.7 Application Layer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4 1.4 File Transfer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4 1.5 Remote Login : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4 1.6 Remote Job Entry : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4 1.7 Verteiltes Rechnen : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4

2 Das Ethernet 5

2.1 Aufbau eines Ethernet Pakets : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 6

3 Die TCP/IP Protokolle 7

3.1 TCP/IP Dienste : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 7 3.2 Internet Adressen : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 7 3.3 Ports : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 7 3.4 IP (Internet Protokoll) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 8 3.5 ICMP (Internet Control Message Protocol) : : : : : : : : : : : : : : 8 3.6 UDP (User Datagram Protocol) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9 3.7 TCP (Transmission Control Protocol) : : : : : : : : : : : : : : : : : 9 3.8 Verwaltungsdateien : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9 3.9 Internetworking : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10 3.10 U N IX-Sockets : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10 3.11 Socketpairs : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10 3.12 Prozessverbindungen durch sockets : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 11 3.13 Datagrammkommunikation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13 3.14 Datagramme im U N IX Adressraum : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13 3.15 Datagramme im Internetadressraum : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 14 3.16 Stream Socket Verbindungen : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 16

4 Das Client/Server Modell 19

4.1 Blockierende und nichtblockierende Aufrufe : : : : : : : : : : : : : : 19 4.2 Gepufferte und ungepufferte Aufrufe : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20 4.3 Zuverl"assige und unzuverl"assige Aufrufe : : : : : : : : : : : : : : : : 21 4.4 Implementierung des Client/Server Modells : : : : : : : : : : : : : : 21 4.5 Remote Procedure Call (RPC) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 21 4.6 Dynamisches Binden : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 22 4.7 Fehlerbehandlung in RPC Systemen : : : : : : : : : : : : : : : : : : 23

5 Synchronisation in verteilten Systemen 25

5.1 Uhrsynchronisation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25

5.1.1 Algorithmen : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25 5.1.2 Berkeley U N IX Verfahren : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25 5.1.3 Logische Zeit (logical clock) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 26 5.1.4 Lamport's Algorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 26

INHALTSVERZEICHNIS ii

5.1.5 Wechselseitiger Ausschluss : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 26 5.1.6 Verteilter wechselseitiger Ausschluss : : : : : : : : : : : : : : : 27 5.1.7 Ein Token Ring Algorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : 27 5.1.8 Vektoruhren (vector clocks) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 27 5.1.9 Implementierung : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 28 5.2 Kausale Nachrichtenordnung : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 29 5.3 Das Birman-Shiper-Stephenson Protokoll : : : : : : : : : : : : : : : 29

6 Globaler Systemzustand 30

6.1 Der Chandy-Lamport Algorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 31 6.2 Schnitte einer verteilten Rechnung : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 32 6.3 Verteilte Terminierung : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33

6.3.1 Systemmodell : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33 6.3.2 1. Algorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33 6.3.3 Huang's Algorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33 6.3.4 Wahlalgorithmen : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33 6.3.5 Der R"upelalgorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 34 6.3.6 Ein Ringalgorithmus : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 34