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Hauptseminar Rechnernetze:
Eingebettete Kommunikationssysteme

Hauptseminar für Master-Studiengänge
im Sommersemester 2017

Prof. Dr. D. Kranzlmüller
Prof. Dr. H.-G. Hegering (em.)
Tobias Guggemos, M.Sc.

Willkommen auf der Webseite zum Master-Seminar "Rechnernetze: Eingebettete Kommunikationssysteme" im Sommersemester 2017. Auf dieser Seite finden Sie sämtliche Informationen zum Seminar.

Aktuelles

  • 24.02.2017: Die LMU Zentralanmeldung für Bachelor-Seminar ist vom 20.03.2017 bis 31.03.2017 möglich.
  • 31.01.2017: Die Anmeldung zum Master-Seminar ist abgeschlossen, eventuell freigewordene Plätze werden nach der Einführungsveranstaltung vergeben.
  • 11.01.2017: Willkommen zur Webseite des Seminars "Rechnernetze" im Sommersemester 2017!
    • Bitte beachten Sie, dass die Seminarplätze ausschließlich zentral per UniWorX vergeben werden! LMU-Studenten melden sich bitte...
    • TUM-Studenten nutzen bitte die entsprechenden TUM-Verfahren.

Inhalt des Seminars

Überblick

Eingebettete Systeme (engl. Embedded Systems) werden ein immer zentralerer Bestandteil des alltäglichen Lebens. Seien es Kühlschränke und Heizungen in Smart Homes oder Ampeln, Züge und Autos in Smart Cities, diese "Dinge" sind ein fester Bestandteil unseres Alltags geworden. Die globale Vernetzung dieser "intelligenten Dinge" wird gerne als das Internet der Dinge (engl. Internet of Things, IoT) dargestellt.

Die zumeist eingeschränkten Ressourcen solcher eingebetteten Systeme (z.B. Rechenleistung, Speicher, Energie) machen die Verwendung einschlägiger Kommunikationsprotokolle schwierig oder gar unmöglich, was Forscher und Inginieure vor neue Herausforderungen stellt. Eine der größten Herausforderung neben der eigentlichen Vernetzung ist die Sicherheit, denn diese "Dinge" beeinflussen nicht nur "virtuelle Ressourcen", wie Bankkonten oder Webseiten in deren (kritischen) Umgang wir mittlerweile geübt sind, sondern können unsere "physische" Umgebung oder gar uns selbst beeinflussen.

In diesem Seminar sollen die Teilnehmer einen Überblick über aktuelle Systeme, Programmiersprachen, Protokolle und IT-Sicherheit erarbeiten und sich kritisch damit auseinandersetzen.

Themenliste

Im Folgenden finden Sie eine Aufstellung der zur Verfügung stehenden Themen. Die angegebene Literatur versteht sich als Startlektüre und weitere Literatur sollte selbstständig recherchiert wertden.

Themenblock 1: Begriffe & Hardware

  1. Von eingebetten Systemen zu einem Internet der Dinge
  2. Übersicht & Vergleich verschiedene Plattformen und Architekturen
    • ARM Cortex
    • Infineon TriCore
    • Atmel AVR
    • Intel

Themenblock 2: Betriebssysteme und Programmiersprachen

  1. Embedded Betriebssysteme - Unterschiede und Herausforderungen gengenüber "herkömmlichen" Betriebssystemen
  2. Real Time Betriebssysteme und deren Anwendungen
  3. Verbreitete Programmiersprachen für eingebettete Systeme und deren Besonderheiten

Themenblock 3: Kommunikationsprotokolle und deren Herausforderungen in eingebetteten Systemen

  1. Langstreckenrotokolle der ISO/OSI Schichten 1 und 2:
    • Vangelista, L., Zanella, A., & Zorzi, M. (2015, September). Long-range IoT technologies: The dawn of LoRa. In Future Access Enablers of Ubiquitous and Intelligent Infrastructures (pp. 51-58). Springer International Publishing.
    • SigFox
  2. Mittelstreckenprotokolle der ISO/OSI Schichten 1 und 2:
  3. IP und IPv6 im Internet der Dinge
  4. IP-Multicast - Energy Saver or Management Horror?
  5. Protokolle der Transportschicht in eingebetteten Kommunikationssystemen
    • TCP vs. UDP
    • QUIC, SCTP, RTMFP, MPTCP
  6. Protokolle der Anwendungsschicht (ISO/OSI Schicht 5-7) in eingebetteten Kommunikationssystemen

Themenblock 4: Ad Hoc Netze

  1. Ad Hoc Netze - Anwendungen und Herausforderungen
  2. Vermittlung in Ad Hoc Netzen

Themenblock 5: Sicherheit

  1. Sicherheitskonzepte der Hardware
  2. Angriffe auf Ad Hoc Netze
  3. Sicherheitskonzepte auf dem Transportweg (ISO/OSI Schichten 2, 3, 4)
  4. Konzepte zu Authentifizierung und Schlüsselaustausch

Themenblock 6: Technischer Datenschutz

  1. Homomorphe Verschlüsselung zur Wahrung von Datenschutz
  2. Blockchain: Anwendungen und Challenges für embedded networks

Themenblock 7: Trends

  1. Neue Trends in eingebetteten Kommunikationssystemen

Organisation

Ablauf

Dem Seminar liegt die Metapher einer Konferenz zu Grunde. Sie erstellen zu dem Ihnen zugeteilten Thema ein Konferenzpapier, reichen dieses bei der Seminarleitung (das fiktive Program Committee) ein, erhalten von Ihren Betreuern eine Beurteilung Ihrer Einreichung und präsentieren Ihr (ggfs. korrigiertes) Papier auf der fiktiven Konferenz am Semesterende. Jeder Seminarteilnehmer erhält einen Betreuer.

Nach der Abgabe der ersten Version der Ausarbeitung wird jedem Teilnehmer ein (bzw. 2 je Masterstudent) Paper zum Review zugeordnet. Dementsprechend bekommt jedes Paper 2 Reviews, was die Qualität der Ausarbeitungen erhöhen und die Teilnehmer mit dem Ablauf eines wissenschaftlichen Publikationsprozesses vertraut machen soll. Nach dem Review haben die Autoren nochmals 2 Wochen Zeit, um die Kommentare umzusetzen. Sowohl die Qualität der Reviews als auch die Umsetzung der enthaltenen Kommentare fließen in die Notengebung mit ein.

Die Konferenz selbst, in der alle Seminarvorträge gehalten werden, ist als Blockveranstaltung konzipiert. Der genaue Termin und die Agenda wird auf dieser Webseite frühzeitig bekannt gegeben.

Am Donnerstag, dem 27. April 2017, findet um 16:00 Uhr c.t. die Einführungsveranstaltung für alle Seminarteilnehmer statt. Erst in dieser Veranstaltung werden die Themen vergeben. Soweit möglich werden wir Ihren Themenpräferenzen entgegenkommen. Die Teilnahme an der Einführungsveranstaltung ist für alle Teilnehmer Pflicht.

Wichtiger Hinweis: Wer nicht an der Einführungsveranstaltung teilnimmt, verliert wegen der großen Nachfrage seinen Seminarplatz!

Im Lauf des Semesters werden Pflichtveranstaltung zu wissenschaftlichen Arbeiten und Präsentationstechniken stattfinden. Außerdem wird eine freiwillige Einführung zum Umgang mit der Textsetzungssoftware LaTeX, die Sie bevorzugt für Ihre Ausarbeitungen verwenden sollen, angeboten. Bitte beachten Sie dazu auch die Rubriken Aktuelles und Termine.

Termine

Präsenztermine:

Mit Ausnahme des Blockseminars finden alle Präsenztermine im Raum U151 statt. Soweit nicht anders vermerkt, besteht an allen Präsenzterminen Anwesenheitspflicht.

  • 27.04.2017, 16:00 c.t.: Einführung und Themenvergabe
  • 04.05.2017, 16:00 c.t.: wissenschaftliches Arbeiten
  • 11.05.2017, 16:00 c.t.: LaTeX Tutorial (freiwillig)
  • 06.07.2017, 16:00 c.t.: Vortrag und Übungen zu Präsentationstechniken
  • 14.07.2016, 13:00 - 18:00: Blockseminar Raum 057, Oettingenstr. 67
  • 15.07.2016, 10:00 - 16:00: Blockseminar Raum 057, Oettingenstr. 67

Organisatorische- und Abgabetermine:

  • Mo 16.01.2017, 12:00 bis Mo 30.01.2017, 08:00: Zentralanmeldung Hauptseminar
  • Mo 20.03.2017 bis Fr 31.03.2017: Zentralanmeldung Proseminar
  • 01.05.2017: Bekanntgabe Nachrücker
  • 11.05.2017, 16:00 s.t.: Abgabe der Gliederung
  • 11.06.2017, 23:59 s.t.: Abgabe des ersten Entwurfs der Ausarbeitung
  • 12.06.2017: Bekanntgabe der Zuteilung im Review-Prozess
  • 22.06.2017, 16:00 s.t.: Abgabe der zugeteilten Reviews
  • 05.07.2017, 23:59: Abgabe der endgültigen Version der Ausarbeitung
  • 13.07.2016, 23:59: Abgabe der endgültigen Fassung der Präsentation(sfolien)

Kontakt

Fragen, Kritik und Anregungen sind immer willkommen. Nutzen Sie bitte die seminarspezifische E-Mail-Adresse seminar17@nm.ifi.lmu.de, um mit uns in Kontakt zu treten.