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Aktuelle offene Themen

„SMRctrl: A central mangement component for state-machine replication,“ Bachelor Thesis oder Projektarbeit, F. J. Hauck (Betreuung), F. J. Hauck (Prüfer), Inst. of Distr. Sys., Ulm Univ., 2026 – Verfügbar.
State-machine replication is a concept to achieve fault tolerance. Multiple replicas execute each the same requests on behalf of clients. At the institute we have an own replication framework called SMRteez. As the setup of multiple replicas is complex and error prone, there were initial attempts for a central component that can start, stop and manage replicas from a GUI-based program. The goal of this work is a redesign of this component so that security concerns (e.g., availability of private keys) are considered and the operations are base on a REST interface that can either be operated with a command-line tool or by a web-based single-page application, i.e. a browser GUI. Exact coverage has to be discussed based on the amount of available credit points.
„Re-Implementing etcd using an SMR framework,“ Bachelor Thesis oder Projektarbeit, F. J. Hauck (Betreuung), F. J. Hauck (Prüfer), Inst. of Distr. Sys., Ulm Univ., 2026 – Verfügbar.
State-machine replication is a concept to achieve fault tolerance. There are several frameworks to support SMR-based applications. Etcd is an application implementing a so-called coordination service. It is internally build with SMR technology, but does not use an underlying framework. The task of this work is to reimplement etcd with the BFT-SMaRt/SMRteez framework. The goal is to demonstrate that the framework can handle such applications. In case of a Bachelor's thesis, in case of remaining time also in case of project work, the performance shall be compared to the original etcd implementation.

Projekt Verteilte Anwendungen, Plattformen und Systeme I

Wintersemester 2026/2027

   
Titel:
Projekt Verteilte Anwendungen, Plattformen und Systeme I
Englischer Titel:
Project Distributed Applications, Platforms and Systems I
Typ:
Modul und Lehrveranstaltung
Kürzel / Nr. / Modulnr.:
VAPS1 / - / 74724
SWS / LP:
2 SWS / 8 LP
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Franz J. Hauck
Betreuung:
Prof. Dr.-Ing. Franz J. Hauck, Alexander Heß, Christoph Denzel
Termine:
Projektbeginn:
jederzeit, kontaktieren Sie einen möglichen Betreuer aus der obigen Liste
Themenvergabe:
Kontaktieren Sie den Betreuer eines Themas oder Prof. Hauck. Sie können gerne vorab und auch jederzeit im Semester mit dem jeweiligen Betreuer Kontakt aufnehmen und ein Thema sowohl reservieren wie auch beginnen. Häufig ergeben sich kurzfristig weitere Themen, so dass es sich lohnt bei den möglichen Betreuern nach weiteren Themen zu fragen.
Wir sind auch offen für eigene Vorschläge, möchten diese aber beschränken auf solche, zu denen wir einerseits die Kompetenz zur Betreuung besitzen und andererseits ein gewisses Interesse auf unserer Seite vorhanden ist, so dass wir uns gerne das noch notwendige Wissen aneignen.
Lernplattform:
Notenbonus:
Prüfungstermine:
Aktuelle Themen:
„SMRctrl: A central mangement component for state-machine replication,“ Bachelor Thesis oder Projektarbeit, F. J. Hauck (Betreuung), F. J. Hauck (Prüfer), Inst. of Distr. Sys., Ulm Univ., 2026 – Verfügbar.
State-machine replication is a concept to achieve fault tolerance. Multiple replicas execute each the same requests on behalf of clients. At the institute we have an own replication framework called SMRteez. As the setup of multiple replicas is complex and error prone, there were initial attempts for a central component that can start, stop and manage replicas from a GUI-based program. The goal of this work is a redesign of this component so that security concerns (e.g., availability of private keys) are considered and the operations are base on a REST interface that can either be operated with a command-line tool or by a web-based single-page application, i.e. a browser GUI. Exact coverage has to be discussed based on the amount of available credit points.
„Re-Implementing etcd using an SMR framework,“ Bachelor Thesis oder Projektarbeit, F. J. Hauck (Betreuung), F. J. Hauck (Prüfer), Inst. of Distr. Sys., Ulm Univ., 2026 – Verfügbar.
State-machine replication is a concept to achieve fault tolerance. There are several frameworks to support SMR-based applications. Etcd is an application implementing a so-called coordination service. It is internally build with SMR technology, but does not use an underlying framework. The task of this work is to reimplement etcd with the BFT-SMaRt/SMRteez framework. The goal is to demonstrate that the framework can handle such applications. In case of a Bachelor's thesis, in case of remaining time also in case of project work, the performance shall be compared to the original etcd implementation.
„Adaptive Timeouts for a Replication Framework,“ Bachelor Thesis oder Projektarbeit, C. Denzel (Betreuung), F. J. Hauck (Prüfer), Inst. of Distr. Sys., Ulm Univ., 2026 – Verfügbar.
State-machine replication is a concept to achieve fault tolerance. Multiple replicas execute each the same requests on behalf of clients. At the institute we have an own replication framework called SMRteez. It is equipped with a mechanism to deterministically measure some metrics in each replica so that adaptation concepts can be built on top. This work is about measuring the length of the underlying consensus protocol and dynamically adjust the local timeout when a replica is considered to be faulty. This not only allows for faster crash detection but also for faster misbehavior detection in Byzantine replicas.

Beschreibung und allgemeine Angaben

Einordnung in die Studiengänge:
Informatik, M.Sc., FSPO 2021 Projekt Informatik, 
Medieninformatik, M.Sc., FSPO 2021 Projekt Medieninformatik, 
Informatik, M.Sc., FSPO 2022 Projekt Informatik, 
Medieninformatik, M.Sc., FSPO 2022 Projekt Medieninformatik
Lehr- und Lernformen:
Verteilte Anwendungen, Plattformen und Systeme I (Projekt) (2 SWS)
Verantwortlich:
Prof. Dr.-Ing. Franz J. Hauck
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Franz J. Hauck
Unterrichtssprache:
deutsch
Turnus / Dauer:
jedes Semester / 1
Voraussetzungen (inhaltlich):
-
Voraussetzungen (formal):
-
Grundlage für (inhaltlich):
Modul Projekt Verteilte Anwendungen, Plattformen und Systeme II
Lernergebnisse:
Anhand einer individuellen Problemstellung erstellen die Studierenden ein funktionsfähiges Softwaresystem oder ein Softwaremodell. Je nach Aufgabenstellung eignen sich die Studierenden mindestens vier der folgenden Kompetenzen an. Sie lernen,
 - sich in einem vorhandenen Softwaresystem zu orientieren und dessen Zusammenhänge zu verstehen,
 - sich selbständig einen Lösungsansatz für die Problemstellung zu erarbeiten,
 - vorhandene Softwaresysteme zu erweitern, so dass die Problemstellung erfüllt wird,
 - eigene Softwareartefakte im Rahmen der Problemstellung zu entwerfen und zu implementieren,
 - theoretisches Wissen zu Verteilten Systemen, z.B. aus der Veranstaltung Grundlagen Verteilter Systeme, bei den Lösungsansätzen zu berücksichtigen,
 - die eigenen Softwareartefakte und die konzipierten Zusammenhänge untereinander sowie zu bestehenden Komponenten hinreichend zu beschreiben, zu dokumentieren und abschließend zu präsentieren.
Inhalt:
Studierende erhalten eine praktische Problemstellung aus dem Bereich Verteilter Systeme. Dies kann die Erstellung spezieller verteilter Anwendungen aber auch ein Betrag für Ausführungsplattformen und Middlewaresysteme für solche Anwendungen sein.
Die Themenstellung ist individuell; Gruppenarbeiten sind bei geeigneten Konstellationen möglich. Die Themen werden semesteraktuell vorgestellt und orientieren sich in der Regel an Forschungsfragestellungen, z.B. aus den Themenbereichen
 - fehlertolerante Serversysteme,
 - skalierbare und webbasierte Dienste,
 - Ressourcenverwaltung in Verteilten Systemen,
 - privatsphäreerhaltende Kommunikationssysteme,
 - mobile Anwendungsentwicklung und Datenerfassung.







Ein Thema kann auch für zwei aufeinanderfolgende Semester ausgeschrieben sein, wobei die praktische Arbeit in zwei Teile zerlegt wird. Der zweite Teil wird im Folgemodul Verteilte Anwendungen, Plattformen und Systeme II bearbeitet.
Literatur:
-
Bewertungsmethode:
Die Modulprüfung besteht aus der benoteten Teilnahme an allen Phasen des Projekts. Das Bewertungsschema wird zu Projektbeginn bekanntgegeben.
Arbeitsaufwand:
Präsenzzeit: 30h
Projektplanung und -vorbereitung: 20h
Projektarbeit: 170h
Ausarbeitung und Abschlusspräsentation: 20h
Summe: 240h
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