Hochverfügbarkeit von verteilten Systemen (HVS)

Zuverlässige und skalierbare IT-Systeme verstehen: Du erfährst, wie verteilte Systeme stabil und leistungsfähig bleiben. Im Fokus stehen Ausfallsicherheit und Monitoring sowie moderne Cloud- und Container-Architekturen. Zusätzlich geht es um Datenverteilung und den Betrieb hochverfügbarer Dienste.

Inhalte

• grundlegende Konzepte: Latenz, Verfügbarkeit und Durchsatz in verteilten Systemen, Redundanz, Monitoring und Observability
• verteilte Dienste: Actor-Systeme (Akka, OTP-Erlang/-Elixir), Load-Balancing (auf Infrastruktur- und Anwendungsebene), Caches und Performance, Circuit Breaker, Scatter/Gather, Monitoring
• Orchestrierung und Kubernetes (Architektur-Muster), Redundanz für FaaS und in Event-gesteuerte (Batch) Architekturen, Work Queues
• verteilte Daten: Reliable Autonomic Distributed Object Store mit Ceph und CephFS, Daten-Konsistenz, Leader Election
• Prozesse: Chaos-Engineering bei Netflix, Last-Tests planen und auswerten
• Exkursion in ein Rechenzentrum

Lernziele/Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage,

• Konzepte und Technologien für Hochverfügbarkeit zu benennen
• einen Dienst mit hoher Verfügbarkeit in einem Proxmox-Cluster zu betreiben
• hohe Verfügbarkeit von Diensten in existierenden verteilten Systemen zu prüfen, zu bewerten und zu dokumentieren

Literatur

• H. Adkins et al., Building Secure and Reliable Systems: Best Practices for Designing, Implementing, and Maintaining Systems. Sebastopol, CA, USA: O’Reilly Media, 2020.
• J. Allen, Effective Akka. Patterns and Best Practices. Sebastopol, CA, USA: O’Reilly Media, 2013.
• B. Beyer et al. (eds.), Site Reliability Engineering: How Google Runs Production Systems. [2nd ed.] Sebastopol, CA, USA: O’Reilly Media, 2026.
• B. Burns, Designing Distributed Systems. Patterns and Paradigms for Scalable, Reliable Systems Using Kubernetes. [2nd ed.] Sebastopol, CA, USA: O’Reilly Media, 2024.
• M. C. Langston, Documentation Writing for System Administrators. Berkley: SAGE/USENIX, 2003.
• J. Rosenthal and N. Casey, Chaos Engineering: System Resiliency in Practice. Sebastopol, CA, USA: O’Reilly Media, 2020.
• V. Vernon, Reactive Messaging Patterns With The Actor Model. Applications and Integration in Scala and Akka. Hoboken: Pearson Education, 2016.

Dozentinnen / Dozenten

• Prof. Dr.-Ing. Sandro Leuchter

Empfohlene Vorkenntnisse 

• keine

Daten zum Modul

Semester	6/7
Unterrichtssprache	Deutsch
Häufigkeit	Wintersemester
Kreditpunkte (CP)	5
Modulverantwortlich	Prof. Dr.-Ing. Sandro Leuchter
Dauer	1 Semester
Studienleistung	Keine
Prüfungsvorleistung	Keine
Prüfungsleistung	Continuous Assessment (CA)

Semesterwochenstunden (SWS) 

Vorlesung	2 SWS
Labor	2 SWS
Summe	4 SWS

Arbeitsaufwand (Workload) 

Vorlesung	30 h
Labor	30 h
Selbststudium	30 h
Projekt	60 h
Summe	150 h