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Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Mitschele-Thiel

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INHALTE

German Lab - "Forwarding on Gates"

Das Projekt „Forwarding on Gates“ (FoG) hat die praxisnahe Erprobung eines vom Fachgebiet „Integrierte Kommunikationssysteme“ der TU Ilmenau neu entwickelten Ansatzes für ein zukünftiges Internet zum Gegenstand. Der neue Ansatz soll das bisherige Internetprotokoll (IP) ersetzten und somit das globale Datennetz fit für die Herausforderungen der Zukunft machen. Der Ansatz berücksichtigt dabei insbesondere die gewachsenen Anforderungen, die das etwa 3 Jahrzehnte alte IP in der Form nicht erfüllen kann. Dies sind u.a. Skalierbarkeits-, Sicherheits-, Konfigurations- und Managementprobleme, die sich auch aus der gewachsenen Variantenvielfalt von IP und seinen vielfältigen Erweiterungen (z.B. für Mobilität oder Dienstgüte) ergeben.

FoG begegnet den oben genannten Problemen mit einem Ansatz, welcher auf einer Berücksichtigung von Verbindungen (engl. Links) zwischen Knoten beruht. Im Gegensatz zu IP, welches als ausschließlich adressier- und nutzbares Netzelement den Knoten verwendet, nutzt FoG die Kanten. Durch dieses Umdenken wird intuitiv eine fein granulare Unterstützung für die Garantie von Dienstgüten (QoS) ermöglicht. Um auch auf zukünftige, noch nicht absehbare, Anforderungen anpassbar zu sein, beruht FoG auf einem flexiblen Framework auf Basis der Kantenadressierung, in das sich sehr flexibel neue Funktionen integrieren lassen, ohne grundlegende Änderungen an der Architektur vornehmen zu müssen. Die Kanten in FoG können in diesem Framework beliebige Netzwerkfunktionen (bspw. Unicast, Multicast, QoS) repräsentieren. Aufgrund dieser Schlüsselfunktion wird für die Kanten der Begriff „Gate“ (deutsch: „Pforte/Tor“) eingeführt. Die aus diesem Ansatz resultierende Universalisierung der Abläufe führt zudem zu einer Komplexitätsreduktion und bringt wesentliche Vereinfachungen für das Management und der damit verbundenen Signalisierung mit sich. Als konkrete Folge hieraus ist eine Art von „Plug-and-play“ Netzwerkmanagement denkbar, wodurch ein effizienterer und kostengünstigerer Betrieb der Netzwerke gegenüber heute ermöglicht wird.

In letzter Konsequenz integriert der FoG-Ansatz sowohl Intra- als auch Inter-Knoten-Forwarding in einem Mechanismus. Im Gegensatz zu IP, isoliert FoG des Weiteren das Routing als eigenständige Komponente, so dass es netz-, anwender- oder anwendungsspezifisch anpassbar ist. Dies erlaubt zum einen in Netzwerken die Umsetzung von Geschäftsmodellen, welche sich z.B. auf Dienstgüte oder Pay-per-Use stützen, und zum anderen eine leichtere Integration und Optimierung von Peer-to-Peer-Netzwerken.

Ziel des FoG-Projektes im Rahmen von G-Lab ist die praktische Demonstration der Umsetzbarkeit des beschriebenen Ansatzes in einem großen Testnetzwerk und die Validierung seiner Skalierbarkeit. Weiterhin soll der Ansatz einem möglichst breiten Publikum verfügbar gemacht werden, um die Forschungsergebnisse in ein Standardisierungsgremium einbringen zu können. Im Rahmen des Projektes wird eine Open-Source-Implementierung für das Linux-Betriebssystem entstehen. Mit ihr soll demonstriert werden, dass FoG umsetzbar und praxistauglich ist. Des Weiteren soll FoG mit anderen Internetzwerk-Architekturen hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit unter möglichst realen und identischen Bedingungen im G-Lab Testnetzwerk verglichen werden. Des Weiteren sind konkrete wissenschaftliche Veröffentlichungen und Messepräsentationen, bspw. zur CeBit, geplant.

Die entwickelte Software "FoGSiEm" (Forwarding on Gates - Simulator/Emulator) des Projektes ist auf GitHub als Open-Source verfügbar. Videos der Ergebnisse sind auf YouTube abrufbar. Die in FoGSiEm enthaltenen Video-Plugins basieren auf der Software "Homer Conferencing".