PROGETTAZIONE DI SISTEMI DISTRIBUITI

Tutti i sistemi software enterprise sono oggi sistemi distribuiti. Il corso si propone, di presentare in forma sistematica le problematiche fondamentali riguardanti la progettazione di sistemi distribuiti di grandi dimensioni nello scenario odierno, Lo scopo del corso è fornire conoscenze sulle moderne tecnologie in ambito distribuito, e soprattutto sviluppare nell’allievo le capacità di applicare algoritmi e metodologie di progetto fondamentali nella realizzazione di soluzioni complesse, su larga scala.

Più nel dettaglio, il corso mira a

1) fornire conoscenze su

• tecniche di progettazione di componenti e servizi
• modelli, le architetture e i componenti principali di architetture software as a Service (_aaS);
• algoritmi e pattern di condivisione di risorse, controllo della concorrenza e data management.
• algoritmi e tecniche per la gestione di eterogeneità ed interoperabilità dei componenti e di servizi, della Qualità del Servizio, della scalabilità, della tolleranza ai guasti.
• tecniche di virtualizzazione delle risorse di un sistema distribuito e di "containerizzazione" (Docker)

2) sviluppare capacità applicative di tecnologie e strumenti di progettazione di sistemi distribuiti di grandi dimensioni negli scenari reali odierni.

3) acquisire competenze per il design, development e deployment di applicazioni nell' ambito di sistemi enterprise.

Verranno trattati problem solving tipici di SOA, P2P, CDN, Cloud e Fog Computing.

Il metodo di insegnamento principale è la didattica frontale e le attività di laboratorio

linguaggi C e Java. Progettazione OO eUML. programmazione multithreading. Conoscenza di architetture e protocolli di rete, ed in particolare della suite TCP/IP. DNS. mySQL. Javascript e web programming. socket Java e/o BSD . Conoscenza delle tecniche di progettazione del software, e dei pattern fondamentali di GoF. conoscenze di base relative al management di sistemi UNIX-Like, basic Unix Bash programming, SSH, nmap, iptables, Iperf

la frequenza (70%) è richiesta solo agli studenti che intendano sostenere le prove in itinere (con o senza eventuale home-work) durante il corso

Paradigmi, modelli e architetture software di sistemi di ampie dimensioni - multithreading vs virtualizzazione, Pattern per architetture sw distribuite, componenti, container e application server, sistemi multitier e distribuzione verticale ed orizzontale, Enterprise Systems (JEE), Service Oriented Architecture (WS e REST) e _aaS, microservizi e containerizzazione (Docker), message oriented systems (come MQTT o Rabbit MQ) , Sistemi P2P - Strutturati (DHT) e Non (flooding,es Gnutella), CDN, Cloud e Fog computing.

Comunicazione e localizzazione - C/S e Group communication. Multicast e Broadcast. Messaging systems. CallBack ed Event Notification, web socket.

Requisiti dei sistemi distribuiti interoperabilità, Qualità dei Servizi (QoS), Scalabilità, Tolleranza ai guasti e soluzioni, Data consistency.

Algoritmi distribuiti sistemi sincroni vs. asincroni, modelli di clock:,clock di Lamport e vector clock, event ordering e concorrenza, global snapshot; Fault tolerance. Classificazione dei fault: crash e byzantine, dependability e algoritmi di agreement in presenza di varie topologie di fault, fault detector. algoritmi cooperativi. Elezione. Mutua esclusione, deadlock detection. Transazioni distribuite, serializzabilità recuperabilità e commitment. Consistenza e Replicazione. Distribuzione delle repliche. Load Sharing. cenni di File System distribuiti e architetture Big Data.

• Pattern Oriented Software Architecture vol. 1-4 Buschmann, Schmidt et alii (particolare riferimento a vol. 2 e 4)
• Distributed Systems: Concepts and Design, G. Coulouris, J. Dollimore, T. Kindberg, G. Blair, 2011 – 5th edition”, Addison Wesley, 2011.
• K. Hwang, J.Dongarra, G.C. Fox, “Distributed and Cloud Computing”, Morgan Kaufmann, 2011.
• Arun Gupta “Java EE 7 Essentials ”, O’Reilly 2013

per le Tecnologie si consiglia di consultare direttamente i siti web indicati durante il corso