Hauptseminar Multimedia- und Internetsysteme

 
Titel: Multimedia- und Internetsysteme
Englischer Titel: Multimedia and Internet Systems
Typ: Hauptseminar
Nummer / Kürzel: CS5900.082 / MIT
SWS / LP: 2S / 4 LP
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Franz J. Hauck
Betreuer: Jan-Patrick Elsholz, Christian Spann, Vladimir Nikolov, Sven Schober, Steffen Kächele
Termine: Mittwoch, 14.15 Uhr - 15.45 Uhr, O27-122; Beginn am 18.04.2012
Vorbesprechung: Die Themenvergabe findet in der Vorbesprechung bzw. vorab über Email statt, wobei die Reihenfolge der Themen und damit der Vortragstermin nach Anmeldungsreihenfolge vergeben werden. Zu jedem Vortrag gibt es außerdem feste Deadlines, die unbedingt eingehalten werden müssen. Termin der Vorbesprechung ist am Mittwoch, 18.04.2012, 14.15 Uhr - 15.45 Uhr im Raum O27-122.
Lernplattform: Die Veranstaltung wird mit Hilfe des E-Learningsystems ILIAS durchgeführt. Bitte melden Sie sich dort an.

Themen

Byzantinische Fehlertolerante Systeme

Betreuer: Christian Spann

Warst Du schonmal genervt, weil irgend ein Dienst im Internet wieder langsam reagiert hat oder ausgefallen ist? Dann ist Byzantinische Fehlertoleranz (BFT) Dein Freund! Dieser Ansatz umfasst Algorithmen und Techniken, einen Dienst durch Replikation fehlertolerant machen! Allerdings ist solch ein System auch nicht ganz unkomplex, sonst würde es ja schon heute jeder einsetzen. Dein Ziel im Seminar ist es, Dich mit den Grundlagen der Byzantinischen Fehlertoleranz vertraut zu machen und nach schon existierenden Anwendungen zu suchen. Diese sollst Du dann im Seminar vorstellen und diskutieren.

Ziele des Seminars:

  • Groben Überblick über die Funktionsweise Byzantinischer Fehlertoleranz geben
  • Vorstellung schon existenter Anwendungen mit BFT
  • Diskussion derer Vor- und Nachteile
Testen verteilter Anwendungen

Betreuer: Christian Spann

Das Testen verteilter Systeme ist ein spannendes und anspruchsvolles Arbeits- und Forschungsfeld. Wir suchen deshalb eine Testumgebung für die in der Abteilung entwickelten fehlertoleranten verteilten Systeme. Dein Ziel in diesem Projekt ist es, aktuelle Techniken und Methoden für das Testen verteilter Anwendungen zu recherchieren und diese im anschließenden praktischen Teil für unsere Anwendungen umzusetzen. Dadurch soll deren Robustheit erhöht und ihre Korrektheit validiert werden.
Distron - Monitoring verteilter Anwendungen

Betreuer: Christian Spann

Für das im Institut entwickelte Virtual Nodes Framework fehlt uns noch ein Web Dienst, der es erlaubt die einzelnen Knoten zu monitoren und zu steuern. Im Rahmen eines Projekts sollst Du Dir zunächst einen Überblick über Methoden und Mittel zum Monitoren verteilter Anwendungen verschaffen, welche Du dann im anschließenden Projekt umsetzt und ein Web Frontend inklusive Monitoringdienst für Virtual Nodes erstellst.
MURX

Betreuer: Jan-Patrick Elsholz

Dieses Thema kann nur im Rahmen eines Projekts bearbeitet werden. Vorkenntniss im Bereich Multimediakommunikation sind empfehlenswert. Zweierteams werden bevorzugt.

MURX steht für Multi-User-Relaychat-on-instant-X. Ziel des Projekts ist es, einen Multiuserchat auf Basis von MSRP umzusetzten. Dazu soll in diesem Seminar die grundlegenden Technologien MSRP und Instant-X vorgestellt werden und eine mögliche Umsetzung gemäß dem Top-Down-Approach evaluiert werden.

Maxdome Light

Betreuer:  Jan-Patrick Elsholz

Dieses Thema kann nur im Rahmen eines  Projekts  bearbeitet werden. Vorkenntniss im Bereich  Multimediakommunikation  sind empfehlenswert. Zweierteams werden bevorzugt.

Maxdome ist eine Art online Videothek. Ziel des Projekts ist es, eine light-Variante zu implementieren. Dazu soll in diesem Seminar die grundlegenden Technologien RTSP und Instant-X vorgestellt werden und eine mögliche Umsetzung gemäß dem Top-Down-Approach evaluiert werden.

 

ARTOScope

Betreuer: Vladimir Nikolov

Dieses Thema kann nur im Rahmen eines Projekts  bearbeitet werden. Vorkenntnisse im Bereich von SWT, JFace und RAP sind von Vorteil.

Zur Visualisierung von Anwendungsverhalten in unserem ARTOS-System soll im Rahmen dieses Projekts eine RAP-Anwendung ARTOScope entwickelt werden. Diese soll in einem Browser-Fenster mehrere Oszilloskope darstellen, welche die vom ARTOS laufend gemessenen Parameter über das Anwendungsverhalten (wie z.B. CPU-Verbrauch, Jitter) darstellt. Eine Widget Implementierung eines geeigneten Oszilloskops auf der Basis von SWT und JFace existiert bereits im Rahmen des Nebula Projekts, die hier als Grundlage verwendet werden kann. Im Rahmen dieses Seminars soll ein Konzept für die Implementierung von ARTOScope entwickelt werden, wobei die verschiedenen zum Einsatz kommenden Technologien kurz vorgestellt werden sollen.

Echtzeit-Scheduling

Betreuer: Vladimir Nikolov

Bei diesem theoretischen Thema, soll ein grober Überblick über Echtzeit-Scheduler erarbeitet und vorgestellt werden.
SpaceX Real-Time

Betreuer: Vladimir Nikolov

Dieses Thema kann nur im Rahmen eines  Projekts bearbeitet werden. Vorkenntnisse im Bereich von OSGi und Echtzeit-Java sind von Vorteil.

SpaceX ist ein am Institut für Verteilte Systeme entwickeltes Galcon-ähnliches Strategiespiel auf der Basis von OSGi. Dieses unterstützt das dynamische Nachladen von Spielkomponenten und Diensten zur Laufzeit. Wird zum Beispiel ein intelligenter Dienst zur Pfadsuche für die Spielerflotten nachgeladen, so hat dies eine instantane Auswirkung auf das aktuelle Spielgeschehen. Im Rahmen dieses Projekts soll das SpaceX nun "echtzeitfähig" gemacht werden. Dafür sollen unterschiedliche Qualitätsstufen definiert werden, in denen das Spiel dynamisch betrieben werden kann. Hierfür sind verschiedene Dienstkonfigurationen denkbar, in denen das Spiel zur Laufzeit umgeschaltet werden kann. Ziel dieses Seminars ist hierfür eine konzeptionelle und technologische Grundlage zu erarbeiten und zu bewerten.

Multi-QoS-Level Audioplayer

Betreuer: Vladimir Nikolov

Dieses Thema kann nur im Rahmen eines   Projekts  bearbeitet werden. Vorkenntnisse im Bereich Echtzeit-Signalverarbeitung sowie Programmiererfahrungen mit C++ und Java sind wünschenswert.

Bei diesem Projekt soll ein komponentenbasierter Audio-Player entwickelt werden, der zur Laufzeit zwischen mehreren Betriebsmodi umgeschaltet werden kann. Dafür soll der Player mit einigen simplen Audioeffekten ausgerüstet werden, wie z.B. Delay, Chorus oder Reverb. Die Effekte sollen bei der Ausgabe in Echtzeit berechnet und dynamisch ein und ausgeschaltet werden können. Aus Kombinationen aktiver Effekte ergeben sich mehrere Laufzeitkonfigurationen des Players, in denen er beliebig umgeschaltet werden soll. Die Implementierung soll auf der Basis von OSGi erfolgen. Für die Realisierung der Echtzeit-Effekte soll die open source Bibliothek JUCE verwendet werden. Ziel dieses Seminars ist eine konzeptionelle und technologische Grundlage für das Vorhaben zu erarbeiten und zu bewerten.

 

Cloud APIs

Betreuer: Steffen Kächele

Cloud Computing hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Stark durch die Industrie getrieben (insb. durch Amazon, Google, Microsoft) haben sich innerhalb der Cloud Computing Landschaft viele de-facto Standards etabliert. Im Rahmen dieser Seminararbeit soll ein Überblick über die APIs und Formate der Plattformen entstehen. Zudem sollen APIs vorgestellt werden, welche das Deployment und die Nutzung von Diensten in der Cloud vereinheitlichen (jCloud / openstack). 
Federated Clouds (verbündete Cloud Systeme)

Betreuer: Steffen Kächele

Derzeitige Cloud Computing Angebote zielen primär auf "Web 2.0 Anwendungen" ab. Nur wenige Systeme versuchen den Anforderungen von Enterprise Anwendungen gerecht zu werden, indem Sie beispielsweise Verfügbarkeitsgarantie in Form von Service Level Agreements (SLA) angeben. Eine Möglichkeit, die Verfügbarkeit von Clouddiensten zu erhöhen, ist diese über mehrere Rechenzentren zu verteilen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Herausforderungen und Konzepte der Federated Cloud Forschung dargestellt werden.

OSGi für Cloud Anwendungen

Betreuer: Steffen Kächele

OSGi unterstützt Entwickler dabei, Java Anwendungen modular aufzubauen. OSGi Anwendungen sind hoch flexibel. So kann die Funktionalität von Anwendungen kann zur Laufzeit dynamisch angepasst werden, indem Softwaremodule dynamisch nachgeladen oder entfernt werden. Im Rahmen dieser Seminararbeit soll ein kurzer Einstieg in OSGi gegeben werden. Hierbei soll insbesondere auf die Enterprise OSGi Standards Subsystems, Bundle Repository und Remote Service Admin eingegangen werden.

Netzwerktomographie

Betreuer: Sven Schober

Als Netzwerktomographie bezeichnet man Techniken Informationen über Struktur und Eigenschaften von Pfaden durch Netzwerke wie z.B. das Internet zu sammeln. Dabei können eine Fülle von Aspekten untersucht werden: Welche Route nehmen Pakete? Welche maximale, welche aktuelle Bandbreite steht auf dem Pfad zur Verfügung? Welche Latenz ist zu erwarten? Wo stark jittern gesendete Pakete?

Dieses Thema kann individuell bearbeitet werden: Es kann sowohl ein synoptischer Überblick über existierende Techniken, Trends und Herausforderungen auf dem Gebiet gegeben werden, als auch eine Fokussierung auf ein Teilgebiet erfolgen. Näheres dazu in der Vorbesprechung.

Application Layer Multicast

Betreuer: Sven Schober

IP-Multicast ist eine relativ alte Idee die von 1-zu-N-Kommunikation erzeugte Bandbreitenlast zu optimieren. Dabei muss die Datenquelle nicht N Ströme versenden, sondern kann, unterstützt durch Verteilerknoten im Netzwerk (Multicast-fähige Router), die Duplikation der zu versendenden Paket auf ein Minimum reduzieren. Die Vorraussetzung von Infrastrukturknoten im Internet hat die weite Verbreitung von IP-Multicast bis heute verhindert.

Application Layer Multicast (ALM) ist der Versuch die eben geschilderte Funktionalität auf Anwendungsebene nachzubilden. End-Systeme nehmen dabei die Stelle der vorher im Netz befindlichen Verteilerknoten ein. Die sich dabei ergebenden Herausforderungen sind Ziel reger Forschungsaktivtät.

Analog zum Netzwerktomographiethema kann auch dieses synoptisch (Überblicksartige Darstellung vorhandener Ansätze), als auch fokussiert (Darstellung eines Ansatzes im Detail) bearbeitet werden.

Beschreibung und allgemeine Angaben

Einordnung in die Studiengänge: Dipl. Inf.: Hauptseminar
Dipl. Medieninf.: Hauptseminar
Ba. Inf. (PO 2010): Seminar Informatik
Ba. Medieninf. (PO 2010): Seminar Medieninformatik
Ba. Softw.Eng.: Seminar Software Engineering
Ma. Inf. (PO 2001): Hauptseminar
Ma. Inf. (PO 2010): Modul "Hauptseminar Informatik", Projektmodul "Middleware (Projekt)"
Ma. Medieninf.: Modul "Hauptseminar Medieninformatik", Projektmodul "Middleware (Projekt)"
Verwantwortlich: Prof. Dr.-Ing. Franz J. Hauck
Unterrichtssprache: Sowohl Ausarbeitung als auch Vortrag können wahlweise in Deutsch oder Englisch erbracht werden.
Turnus / Dauer: jedes Semester / ein volles Semester
Vorraussetzungen (inhaltlich): ...
Vorraussetzungen (formal): keine
Grundlage für (inhaltlich):  
Lernergebnisse: ...
Inhalt: Verteilte Systeme haben während des letzten Jahrzents durch die zunehmende Verbreitung des Internets stetig an öffentlicher Präsenz und damit an Bedeutung gewonnen. Der Trend geht hin zu immer stärker vernetzten Endgeräten, die rund um die Uhr mit anderen Endgeräten oder hochverfügbaren Diensten kommunizieren.
Das Seminar soll einen Einblick in die Herausforderungen und Probleme des möglichen Zukunftsszenarios der hochvernetzen Welt bieten. Wir werden dabei einen Blick auf verschiedene Middleware Systeme und Architekturen werfen, die speziell für Internet- oder Multimediadienste entworfen wurden oder die Grundlage für solche Systeme legen können.
Notenbildung: Der/Die Schein/Note wird auf Anwesenheit, Vortrag, Ausarbeitung und Diskussionsbereitschaft erteilt.
Arbeitsaufwand: Die Ausarbeitung muss dem ACM SIG Proceedings Style folgen und darf die Länge von acht Seiten nicht überschreiten ( LaTeX Vorlage - freie Wahl zwischen Option 1 und 2; benötigt werden jeweils die .bib, .tex und .cls Datei; Word Vorlage). Als Abgabeformat ist PDF gewünscht.