Wintersemester 17/18

Vorlesung/Übung

Neue Internetanwendungen – Modellierung und Technik (NIA)

Dozent:
  • Prof. Dr. Tobias Hoßfeld
  • Dr. Florian Metzger
Ansprechpartner:
Semester:
Wintersemester 2017/2018
Turnus:
Wintersemester
Termin:
Di, 14-18h
Raum:
SE 407 (Schützenbahn)
Beginn:
10.10.2017
Ende:
30.01.2018
Sprache:
deutsch
Moodle:
Veranstaltung in Moodle
LSF:
Veranstaltung im LSF

Beschreibung:

Die Vorlesung gibt einen Überblick über aktuelle Internet-Anwendungen und deren zugrunde liegenden Techniken. Um Fragestellungen aus der Praxis zu beantworten, werden einfache Modellierungsansätze vorgestellt, die die wichtigen Aspekte der Internettechnologie bzw. die sich daraus ergebenden Netztopologien berücksichtigen. Ziel der Vorlesung ist sowohl das Verständnis der Technik neuer Internet-Anwendungen als auch das Verständnis für Modellierungsansätze zur Leistungsbewertung zu vermitteln.

Qualifikationsziele:

Die Studierenden
  • haben einen qualifizierten Überblick über aktuelle Internetanwendungen und –diensten,
  • kennen die zugrunde liegenden Konzepte und Internettechnologien,
  • verstehen wie Anwendungen und Dienste über das Internet erbracht werden,
  • erhalten Einblick in den aktuellen Forschungsstand,
  • können für relevante Fragestellungen aus der Praxis die Systeme modellieren.

Gliederung:

In der Vorlesung und den Übungen werden folgende Themen behandelt, die sich im Verlauf noch ändern kann. 

1. Überblick

  • Internet-Anwendungen und -Dienste, Verkehr im Internet, Grenzen der IP-Technik
  • Peer-to-Peer Paradigma, strukturierte und unstrukturierte Overlays, Soziale Netze
  • Funktionalitäten: Ressourcenzugriff und Ressourcenverwaltung, Suche von Inhalten, Verteilen von Inhalten
  • Ziel der Vorlesung: Verständnis der zugrunde liegenden Technik, sowie Modellierung zur Leistungsbewertung

2. Hintergrund
  • Das Internet und dessen Schichten
    • Moderne Transportprotokolle und AQM und deren Interaktion mit Applikationen
  • Evolution des Internets: die ersten P2P Netze, Content Distribution Networks (CDNs), Soziale Netze

3. Strukturierte Overlays
  • Grundfunktionalitäten: Routing, Einfügen von neuen Peers, Maintenance aufgrund von Peer Churn
  • Beispiele: Chord, CAN, Kademlia, Pastry, One-Hop DHTs

4. Unstrukturierte Overlays
  • Netztopologien: Random Graphs, Power-Law Random Graphs, Scale Free Graphs, Small World Pheonmenon
  • Routing in unstrukturierten Overlays: Flooding, Random Walk
  • Aufrechterhalten des Overlays: Gossiping

5. Dateitauschbörsen und Storage Systeme im Internet
  • Verteilung der Inhalte: Pull/Push Mechanismen, Multi-Source Download
  • P2P-Anwendungen für Filesharing: Gnutella, eDonkey, BitTorrent
  • Anwendungen für Storage und Dateisynchronisation: BitTorrent Sync., Dropbox Cloud
  • Verbesserung der Effizienz: Caches und Lokalitätsmechanismen

6. Videostreaming-Anwendungen
  • Unterschiede zum Dateidownload
  • Erweiterungen von BitTorrent: BiTos, Give-to-Get
  • Video CDNs: YouTube und DNS
  • Andere Ansätze: Application Layer Multicast, Scribe und Splitstream, PPLive
  • Modellierung von subjektivem Nutzerempfinden, Quality of Experience (QoE)

7. Weitere populäre Internet-Anwendungen
  • Skype: Verkehrsmanagement auf Applikationsschicht, Super-Peers, NAT Traversal
  • Soziale Netzwerke: Trusted Relationsships, Friend-to-friend Netzwerke
  • Cloud Gaming
  • Bitcoin und Blockchain
  • Cryptomessenger (z.B. Signal und Matrix/Riot)

Prüfungsart:

Schriftlich (Klausur).