2024年度学院等開講科目情報理工学院数理・計算科学系数理・計算科学コース

分散システム

開講元: 数理・計算科学コース
担当教員: 坂本龍一
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火7-8 (M-B43(H106)) / 金7-8 (M-B43(H106))
クラス: -
科目コード: MCS.M429
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本年度は英語での開講です。
本講義では分散システムの基礎となるアーキテクチャ、通信、プロセス、名前付け、一貫性、セキュリティ、フォールトトレランスについて紹介し、マイクロサービスを例題に分散システムの構築・運用について実践的に学ぶ。マイクロサービスを効率的に運用するためのオーケストレーションツールやサービスメッシュについて学び、KubernetesやIstioを導入しマイクロサービスを体験する。さらに、コンテナやネットワーク構成の詳細について紹介する。

到達目標

本講義を受講することで以下の能力を習得することができる
1．分散システムを支えるアーキテクチャ、プロセス、通信、セキュリティ等を学ぶことができる
2. マイクロサービスの運用ができるようになる
3. 分散システムの性能評価、性能改善ができるようになる
4. サービスメッシュを用いた分散システムのデバッグ、分析ができるようになる
5. マイクロサービスを支えるコンテナ仮想化、ネットワーク構成を理解し、正しく利用できるようになる

キーワード

分散システム、マイクロサービス、フォールトトレラント、オートスケール、分散トレーシング、Kubernetes

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

スライドをベースに講義を行う。VMを用いてネットワークプログラミング演習を行う

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	導入分散システムの概要を学ぶ	特になし
第2回	分散アーキテクチャ分散システムの基本的な内容について身に着ける	特になし
第3回	プロセス　分散システムでは用途に応じて様々なプロセスの利用方法がある。通信を効率的に行うプロセスの詳細について学ぶ。	ネットワーク基礎に関する演習
第4回	通信分散システムにおける通信について紹介し、分散した複数要素が協調して動作するための仕組みを学ぶ	特になし
第5回	ネットワークプログラミング入門ネットワークプログラミングについて学ぶ。簡単なサーバー、クライアントを作成する。	特になし
第6回	名前解決　分散したリソースを一意に認識するためには名前解決が必要であり、分散システムの名前付けについて学ぶ	名前解決に関する演習
第7回	一貫性とレプリカデータをコピーし分散配置することで信頼性と性能を向上させることができるが、一貫性を担保することが重要となる。分散システムにおいてデータのコピーであるレプリカの配置と一貫性の担保について学ぶ	特になし
第8回	ネットワークプログラミング　中編 WebサーバーとL4 LBについて学ぶ	ネットワークプログラムに関するレポート課題
第9回	フォールトトレランス分散システムにて発生しうる障害について紹介し、対策を学ぶ。	特になし
第10回	セキュリティ分散システムのセキュリティについて学ぶ	特になし
第11回	マイクロサービス　コンテナやマイクロサービスについて学ぶ	特になし
第12回	分散システムの監視、管理、制御分散システムの監視、管理について学ぶ	分散システムに関する演習
第13回	ネットワークプログラミング　応用1/2 トレーシングについて学ぶ	マイクロサービスに関するレポート課題
第14回	ネットワークプログラミング　応用2/2 トレーシングについて学ぶ	特になし

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

マーテン・バン・スティーン、アンドリュー・S・タネンバウムのDistiributed Systemsを参考に講義を行う。
https://www.distributed-systems.net/index.php/books/ds4/

参考書、講義資料等

特になし

成績評価の方法及び基準

小規模な演習
2回のレポート課題

履修の条件・注意事項

ネットワークに関する基本的な知識を有していることが望ましい。