Entwurf und Bewertung neuer Mechanismen für das Internet der Zukunft - Neue Paradigmen und ökonomische Aspekte (ÖkoNet)

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Hoßfeld; Professor Dr.-Ing. Phuoc Tran-Gia (†)
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 209943214

In den letzten Jahren hat die Bedeutung des Internets, insbesondere durch die Verbreitung von mobilen Endgeräten wie Smartphones und Tablets, für wirtschaftliche und soziale Zwecke immer weiter zugenommen. Trotzdem basieren die Mechanismen, welche zum Verkehrsmanagement im Internet eingesetzt werden, auf Konzepten, die seit dem Beginn des Internets unverändert sind und durch die gestiegenen Anforderungen von Nutzer, Netz- und Dienstanbietern, d.h. Wirtschaftlichkeit für Betreiber und vom Endnutzer erfahrene Dienstgüte (Quality of Experience, QoE), überholt sind.Um den gestiegenen Anforderungen nachzukommen, betrachtet das Projekt ÖkoNet ökonomische Aspekte, die zum Entwurf von neuen Mechanismen wichtig sind, um die Interessen aller beteiligten Akteure zu berücksichtigen. Ein Beispiel hierfür ist die, in der ersten Phase des Forschungsvorhabens ÖkoNet untersuchte, effiziente Übertragung von Videoinhalten unter Berücksichtigung der vom Nutzer erfahrenen Dienstgüte (QoE), den Energieverbrauch der Endgeräte und den Kosten für den Netzbetreiber. Für dieses Szenario konnte ein QoE Monitoring Mechanismus entwickelt werden, welcher bei einem Mobilfunkanbieter implementiert wurde, während die zugrunde liegenden QoE Modelle in der ITU Standardisierung vorgeschlagen wurden.In der hier beantragten zweiten Phase des Vorhabens wird die Anwendbarkeit von verschiedenen Entwurfsprinzipien wie Economic Traffic Management und Design for Tussle auf Verkehrsmanagementmechanismen am Beispiel zweier orthogonaler Fallbeispiele untersucht. Aus den gewonnen Erkenntnissen der Anwendungsfälle beider Phasen wird ein Leitfaden erschlossen, mit dem Entwickler die existierenden und zukünftigen Mechanismen für ihren konkreten Anwendungsfall anpassen bzw. entwerfen können. Der Leitfaden zeigt auch die Herangehensweise für die Evaluierung der technischen Mechanismen unter Berücksichtigung des Einflusses ökonomischer Aspekte sowie der zugrunde liegenden Paradigmen auf. Im ersten Fallbeispiel wird die effiziente Verteilung von adaptiv gestreamten Videoinhalten (HTTP adaptive streaming) in Inhaltezentrierten Netzen (Content Centric Networking, CCN) untersucht. Hierbei wird besonders auf eine performante Auslieferung der adaptiven Inhalte, bezüglich der QoE der Endnutzer, der entstehenden Kosten durch Inter-Domain Verkehr und einer effizienten Nutzung verfügbarer Videoquellen, eingegangen. Im zweiten Fallbeispiel wird der Anwendungsfall des Mobile Cloud Computing (MCC) betrachtet und hinsichtlich der Kosten für Nutzung von Cloud- Ressourcen, des Energieverbrauchs der Endgeräte, Signalisierungslast im Mobilfunknetz und QoE evaluiert.Für beide Szenarien werden iterativ Verkehrsmanagementmechanismen entwickelt und mit Methoden aus der analytischen und simulativen Leistungsbewertung untersucht. Zusätzlich wird zur Validierung der Modellerkenntnisse eine prototypische Implementierung durchgeführt, die zur Evaluierung der gewonnenen Strategien unter realen Bedingungen dient.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Alexandra Schwartz