Visualisierung verteilter Systeme Heiko Krumm: Verteilte Algorithmen von Christian Grümme

Visualisierung verteilter Systeme

Heiko Krumm: Verteilte Algorithmen

von Christian Grümme

Heiko Krumms Homepage:http://ls4-www.cs.uni-dortmund.de/RVS/MA/hk/OrdnerVertAlgo/VertAlgoStart.html

Visualisierung von Verteilten Algorithmendurch animiertes HTML- und JAVA-Applets

Dortmund, 1997

Beschriebene Algorithmen:• Echo-Algorithmus • Serieller Netzdurchlauf • Nachrichten-Auslöschungsprinzip • Schnappschuss • Alternating Bit Protokoll

Startseite

I. Der Echo-Algorithmus

Der Echo-Algorithmus in Kürze:- Ein Knoten (Station) schickt eine

empfangene Nachricht (gleichzeitig) an alle anderen Nachbar weiter und wartet auf eine Antwort oder dieselbe Nachricht von jeden von ihnen und schickt dann eine Antwort an den Ursprung zurück.

- Vorraussetzung: Zuverlässiger und verlustfreier Datenaustausch

Das Visualisierungsapplet:

Erste Nachbarn erreicht

Sternknoten aktiv:

Quittierung durch Anfragenachricht

Erste Terminierungen

Sternknoten terminiert

Fertig: spannender Baum

Website: Echo-Applet 1

Website: Echo-Applet 2

Website: Echo-Algorithmus

Echo-Algorithmus in Weg/Zeit-Diagramm-Ansicht

Weitere Quittierungsanfragen

Erste Terminierungen

Fast fertig

Zustandsübergangsdiagramm

Markierung des Sternknotens

Endzustand

II. Serieller Netzdurchlauf

Der Algorithmus in Kürze:- Identisch mit dem Echo-Algorithmus, aber

nur eine Nachricht wird auf einmal gesendet.

- Wird in der Praxis nicht eingesetzt, sondern dient nur der Veranschaulichung des Echo-Algorithmus.

Das Applet

Zweiter Aktiver Knoten

Dritter Aktiver Knoten

Die Erste Antwort

Sende zum nächsten Nachbar

Der Sternknoten sendet an schon Aktiven Knoten

Der Sternknoten sendet zum nächsten Nachbar

Letzte Nachricht

Erster Knoten terminiert

Sternknoten sendet an nächsten Nachbar

Letzter Nachbar vom Knoten sendet Quittung

Fast Durchlaufen

Fertig!

Weg/Zeit-Diagramm

Fertig

Zustandsübergangsdiagramm

III. Nachrichtenauslöschungsprinzip

Das Prinzip:- Unbestätigte Benachrichtigung des

gesamten Netzes.- Die vorhergehenden Algorithmen bauen

auf diesem Prinzip auf. - Auch hier Vorraussetzung: Zuverlässiger

und verlustfreier Datenaustausch.

Weiterverteilung an alle Nachbarn

Sternknoten ist erreicht

Sternknoten fertig

Fertig

Weg/Zeit-Diagramm

Fertig

IV. Schnappschuss

Der Schnappschuss:- Dient zur Sicherung des Verteilten

Systems.- Konsistente Wiederherstellung nach

einem Ausfall.Es werden vorgestellt:- Inkonsistenter Schnappschuss- Schnappschuss durch Einfrieren- Schnappschuss unter Weitergabe

IV. Schnappschuss

Inkonsistenter Schnappschuss:

Die rechten drei tauschen „12“.

IV. Schnappschuss

Linker Knoten sendet Anfrage

IV. Schnappschuss

Er erhält von den mittleren schon antwort.

IV. Schnappschuss

Anfrage zum rechten Knoten dauert länger

IV. Schnappschuss

Bekommt vom rechten Knoten eine Antwort

IV. Schnappschuss

Summe des Ergebnisses ist > 12.

IV. Schnappschuss

Inkonsistenter Schnappschuss:

IV. Schnappschuss

Schnappschuss durch Einfrieren:

IV. Schnappschuss

Linker Knoten fordert Schnappsschuss

IV. Schnappschuss

Die mittleren Knoten sind eingefroren

IV. Schnappschuss

Die Nachrichten warten

IV. Schnappschuss

Der rechte Knoten ist jetzt auch eingefroren

IV. Schnappschuss

Linker Knoten sendet „auftauen“

IV. Schnappschuss

Schnappschussprozedur ist zu ende.

IV. Schnappschuss

Schnappschuss unter Weitergabe

IV. Schnappschuss

Linker Knoten erhält bereits zwei Antworten

IV. Schnappschuss

Mittlere Knoten senden Problemnachricht

IV. Schnappschuss

Rechter Knoten sendet bereits Antwort

IV. Schnappschuss

Danach normaler Verlauf

V. Alternating Bit Protokoll

Das Protokoll in Kürze:- Stellt zuverlässige Kommunikation sicher.- Es wird abwechselnd eine 0 oder eine 1

vor die eigentliche Nachricht mitversendet.- Mit dem gleichen Kontrollbit wird dann von

gegenüber die nächste Nachricht gesendet.

- Wenn nach einem TimeOut keine Antwort empfangen wurde, wird erneut gesendet.

Das Applet:

Gesendet mit Bit 0

Der rechte Knoten hat nun auf 1 umgeschaltet

Der Linke hat nun auch auf 1 umgeschaltet

Nachricht geht wieder verloren

Linker Knoten sendet erneut

Zustandsdiagramm

Diskussion

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