08 Uhren Fragen Antworten PDF

Preview

Summary

Wintersemster...

Description

Fragenkatalog VSN 2019 Kapitel 8 Was sind die Bestandteile einer Uhr? Uhr bildet die Realzeit t auf einen Zeitstempel C(t) ab. Wichtig dabei, sind die Aufloesung(kleinste Zeitspanne um die sich zwei Werte der Uhr unterscheiden koennen (10ms), ist die Tickdauer => Der Drift ist die Abweichung der Geschwindigkeit der Uhr von der Realzeit => Offset (Abweichung der Uhr von der Realzeit zu einem Zeitpunkt d.h. t-C(t) ). Eine "perfekte Uhr" hat einen Drift & Offset von Null. Erlaeutern Sie was Zeit in einem Verteilten System ist. Jeder Rechner hat eine eigene ungenaue digitale Uhr. Um die unterschiedlichen Driften der Uhren zu sysnchronisieren muss man Nachrichten austauschen, dabei spielt die Nachrichtenlaufzeit eine Rolle. Wie werden physischen Uhren synchronisiert? Sie muessen nach einem bestimmten Intervall synchronsiert werden. Faelle Synchronisation: => Zwei korrekte Uhren gegeneinander, d * 1 + p / 2p+p2 synchroniesieren. => Gegen eine Perfekte Uhr, p-1 * d synchroniesieren. => Externe Synchronisation, die Nachrichtenlaufzeit x ist bekannt => p-1 * d synchroniesieren. P2 passt seine Uhr nach P1 um t2 + x – t3 ein:

Erklaeren Sie den Umgang mit unvorhersehbaren Laufzeiten. Hier wird die Intervallmitte bestimmt mit der RTT D = t3 -t1 => P2 korriegiert seine Uhr um t2+ D/2 – t3 => maximaler Fehler dieser Anpassung liegt bei emax = D/2 – min.

=> t sei die lokale Zeit von P1, P2 hat lokale Zeit von t3 Wovon haengt das Synchronisationsintervall ab? Abhaengig vom Fehler des letzten erfolgreichen Versuches (max. Fehler bis zum Erfolg E = 1 / (1-p) ). delta = (d-e)/p, e=error, d = abweichung, nach einem Versuch bis zum naechsten Erfolg. Min = (d-emax)/p ; Max = d/p => Naechster Versuch nach delta – k * W => dmin = k *W *p + emax (bei sofortigem Start)

Was ist das Network Time Protocol (NTP)? Ist ein Protokoll fuer die Uhrensynchronisation im Internet, dies ist Hierarchisch mit Anordungen von Zeitservern => Atom oder Funkuhr (Ebene 0) => Schicht 1-3(Stratum) => Stratum 4 ist fuer Endanwender. Sind logische Uhren, diese erlauben die kausale Ordnung von Ereigenissen & haben keinen Bezug zur Realzeit. Warum ist die Ordnung in VS wichtig? Damit sich keine Ereignisse ueberschneiden koennen bzw. Kein Fehler aufkommen von Ereignisse die erst spaeter eintreffen & um die Zeit bei logischen Uhren bezueglich ihrer Synchronisation abzustimmen. Nennen Sie moegliche Ordnunsanforderungen. FIFO => Kausale Ordnung => Totale Auslieferungsordnung => Totale FIFO-Ordnung => Totale Kausaleordnung Was versteht man unter "Happened-Before" Relation? Ist die Relation auf der Menge von Ereignisse im System => kleinste Ordnungsrelation, die zwei Bedingungen erfuellt ( A&B Ereignisse in einem Prozess => A tritt vor B auf, dann gilt A => B ; Wenn A das Senden einer Nachricht bei einem Prozess & B das Empfangen bei selbiger Nachricht bei einem anderen Prozess, dann gilt A => B. Kausal abhaengig von A bei B ≠ A, Kausal unabhaengig A ≠ B, bei A ǁ B, ist weder A => B noch B => A

Wann stehen zwei Ereignisse in kausaler Ordnung zu einander? Wenn Ereignis A die Ursache fuer die Wirkung B, wenn B von A herbeigefuehrt wird. Was ist das Problem bei der einfachen Logischen Zeit? Diese beruecksichtigt die kausalen Zusammenhaenge zwischen Ereignissen nicht. => Benutzung von "Happened-before" Relation. Nennen Sie die Uhrenbedingungen. Fuer alle Ereignisse A & B soll gelten: A => B >> C(A) < C(B) d.h. Uhr bekommt keine kausale Ordnung der Ereignisse. Implikation nur in eine Richtung C(A) > C(B) >> A => B oder A ǁ B. Daraus folgt => C(A) = C(B) >> A ǁ B

Erlaeutern Sie den Begriff Lamports Uhren/Zeit. Jedem Prozess (Pi) verfuegt ueber eine lokale logische Uhr (Li) deren Werte mit auftreten Ereigenissen veraendert wird. Lokales Ereignis beim Prozess Pi => Li+1, Ereignis bekommt neuen Wert als Zeitstempel. Pi sendet Nachricht => Li+1, Sendeereignis bekommt neuen Wert als Zeitstempel, gesendete Nachricht m traegt als Zeitstempel tm den Zeitstempel ihres Sendeereignisses. Pi empfaengt eine Nachricht => Li = max(Li,tm) + 1 ,Empfaengerereignis erhaelt neuen Wert als Zeitstempel. Die Eigenschaften von Lamports Uhren sind => Erfuellung der Uhrenbedingung => Ergaenzung zu einer totalen Ordnung ist wieder moeglich => Logische Zeitstempel L(e) definieren eine partielle Ordnung auf der Menge der Ereignisse, die den kausalen Zusammenhang zwischen de n Ereignissen erhaelt. Was sind die sogenannten Vektoruhren? Sie machen aus der Uhrenbedingung eine aequivalenz => Durch Zeitstempel Bestimmung der Ereignisse wie sie zueinander stehen:

Bei allen Gleichungen gilt auch die Umkehrung. Realisierung: Jeder Prozess Pi haelt einen Vektorzeitstempel Vi aus n Zaehlern => Initial ist der Vektorzeitstempel der Nullvektor => Beim auftreten eines Ereignis wird die i-te Kompoente seines Vektors inkrementiert => Beim senden einer Nachricht wird die neue Version von Vi mitgeschickt => Beim empfangen einer Nachricht mit Vektorzeitstempel T, bildet dieser das komponentenweise Maximum von der neuen Version von Vi & T. Komponenten Maximum:...