Lesson 5 Flashcards

1
Q

Was sind die zwei Arten der Synchronisation in verteilten Systemen?

A

Prozesssynchronisation und Datensynchronisation. Der Fokus liegt auf der Prozesssynchronisation, bei der mehrere Prozesse in einer bestimmten Reihenfolge agieren.

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2
Q

Was ist Prozesssynchronisation?

A

Prozesssynchronisation stellt sicher, dass mehrere Prozesse in einer bestimmten chronologischen Reihenfolge agieren.

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3
Q

Welche Herausforderungen gibt es bei der Zeit in verteilten Systemen?

A

Jeder Knoten hat seine eigene Uhr, was zu Clock Skew (Zeitunterschiede) und Clock Drift (unterschiedliches Tempo der Uhren) führt.

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4
Q

Was ist Clock Skew?

A

Clock Skew bezeichnet die Zeitdifferenz zwischen den Uhren der Knoten in einem verteilten System.

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5
Q

Was ist Clock Drift?

A

Clock Drift ist die Abweichung des Tempos, mit dem eine Uhr im Vergleich zu einer anderen Uhr läuft, oft durch Herstellertoleranzen oder Umwelteinflüsse verursacht.

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6
Q

Was ist interne Synchronisation in einem verteilten System?

A

Interne Synchronisation hält die Zeitdifferenz zwischen den Uhren aller Knoten innerhalb eines Systems unter einer festgelegten Grenze (Präzision π).

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7
Q

Was ist externe Synchronisation in einem verteilten System?

A

Externe Synchronisation stellt sicher, dass die Uhren eines Systems innerhalb einer bestimmten Grenze (Genauigkeit α) mit einer externen Referenzzeit wie UTC übereinstimmen.

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8
Q

Was ist das Netzwerkzeitprotokoll (NTP)?

A

NTP ist ein Protokoll zur Zeitsynchronisation, das eine hierarchische Struktur von Zeitservern verwendet, um die Uhren in einem Netzwerk zu synchronisieren.

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9
Q

Was ist eine Stratum-Hierarchie in NTP?

A

NTP verwendet Stratum-Ebenen, wobei Stratum 0 die Referenzuhren (z.B. Atomuhren) und höhere Strata Server beschreiben, die von Servern niedrigerer Strata synchronisiert werden.

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10
Q

Was sind die Herausforderungen durch Netzwerklatenz in NTP?

A

Netzwerklatenz führt dazu, dass die empfangene Zeit möglicherweise nicht exakt ist, da die Übertragungszeit zwischen Client und Server nicht genau vorhergesagt werden kann.

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11
Q

Was sind logische Uhren?

A

Logische Uhren sind Uhren, die keine tatsächliche Zeit messen, sondern eine chronologisch korrekte Reihenfolge von Ereignissen durch monoton wachsende Zähler bereitstellen.

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12
Q

Was ist Lamport’s logische Uhr?

A

Lamport’s logische Uhr ist ein Algorithmus, der Ereignisse in einem verteilten System in eine Happens-Before-Reihenfolge bringt, ohne eine absolute Zeit zu verwenden.

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13
Q

Was ist ein Token-basiertes Mutual Exclusion Verfahren?

A

Token-basierte Algorithmen verwenden ein spezielles Token, das zwischen Knoten weitergegeben wird. Nur der Knoten mit dem Token kann auf eine gemeinsame Ressource zugreifen.

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14
Q

Was ist ein Token-Ring-Algorithmus?

A

Ein einfacher Token-basierter Algorithmus, bei dem ein Token in einem logischen Ring von Knoten zirkuliert und der Besitzer des Tokens auf gemeinsame Ressourcen zugreifen darf.

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15
Q

Was ist ein Erlaubnis-basiertes Mutual Exclusion Verfahren?

A

In Erlaubnis-basierten Algorithmen müssen Knoten um Erlaubnis bitten, bevor sie auf eine Ressource zugreifen dürfen. Erlaubnis wird nur einem Knoten zur gleichen Zeit erteilt.

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16
Q

Wie funktioniert der zentrale Koordinator-Ansatz im Mutual Exclusion?

A

Ein Knoten wird zum Koordinator gewählt, der alle Erlaubnisanfragen verwaltet und sicherstellt, dass nur ein Knoten zur gleichen Zeit Zugriff auf die Ressource erhält.

17
Q

Wie funktioniert der verteilte Ansatz im Mutual Exclusion mit Lamport’s Uhr?

A

Alle Knoten fragen um Erlaubnis bei allen anderen Knoten. Der Knoten mit der ältesten Anfrage (basierend auf Lamport’s Uhr) erhält die Erlaubnis.

18
Q

Was ist der Bully-Algorithmus?

A

Der Bully-Algorithmus ist ein Wahlalgorithmus, bei dem ein Knoten mit der höchsten ID gewählt wird, um eine besondere Rolle zu übernehmen, nachdem der bisherige Knoten ausfällt.

19
Q

Wie funktioniert der Wahlprozess im Bully-Algorithmus?

A

Ein Knoten sendet eine ELECTION-Nachricht an Knoten mit höheren IDs. Falls niemand antwortet, gewinnt der Knoten die Wahl. Andernfalls übernimmt ein höherer Knoten.

20
Q

Was ist der Ring-basierte Wahlalgorithmus?

A

Ein Wahlalgorithmus, bei dem die Knoten in einem logischen Ring angeordnet sind. Die Wahlnachricht wird im Ring weitergereicht, bis der Knoten mit der höchsten ID gewählt ist.

21
Q

Was ist die Epoch Time?

A

Die Epoch Time ist eine Zeitdarstellung, die angibt, wie viele Sekunden seit einem festen Zeitpunkt in der Vergangenheit vergangen sind.

22
Q

Was ist die Bedeutung des Begriffs Epoch in verteilten Systemen?

A

Der Begriff Epoch bezeichnet den festen Zeitpunkt in der Vergangenheit, ab dem die Zeit gezählt wird.

23
Q

Wie wird Datum und Zeit in Unix-Systemen dargestellt?

A

In Unix-Systemen wird das Datum und die Zeit als Anzahl der Sekunden seit Mitternacht am 1. Januar 1970 UTC dargestellt.

24
Q

Was ist interne Synchronisation in einem verteilten System?

A

Interne Synchronisation bedeutet, dass die Uhren aller Knoten im System synchronisiert werden, sodass der Zeitunterschied zwischen ihnen eine bestimmte Grenze nicht überschreitet.

25
Q

Was ist externe Synchronisation in einem verteilten System?

A

Externe Synchronisation bedeutet, dass die Uhren der Knoten mit einer externen Referenzzeit (z.B. UTC) synchronisiert werden, sodass sie innerhalb einer bestimmten Genauigkeit liegen.