Simulative und analytische Leistungsuntersuchung einer zukünftigen GMPLS-orientierten Internet-Architektur

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Phuoc Tran-Gia (†)
• Subject Area: Computer Architecture, Embedded and Massively Parallel Systems
• Term: from 2004 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5421820

Angesichts der Wachstumsrate des heutigen Internet und der seit langem schon bestehenden Forderung nach QoS werden neue und effizientere Netzsteuerungstechnologien benötigt. Hinsichtlich dieser Ausgangsposition konzentrieren sich die Arbeiten im geplanten Forschungsvorhaben auf die folgenden Bereiche: - Aufbau einer realitätsnahen Simulation zur Modellierung des von der IETF propagierten, zukunftsträchtigen GMPLS-Frameworks - Simulative und verkehrstheoretische Analyse des Verhaltens, der Leistungsfähigkeit und des Optimierungspotentials des GMPLS-Frameworks als TE-Methode im zukünftigen Internet. Der größte Anteil am heutigen Internetverkehr wird immer noch gemäß dem BE-Dienst transportiert. Viele Faktoren, darunter die heterogenen Netzstrukturen, das damit verbundene aufwendige Ressourcen-Management und die relativ unflexiblen Mechanismen zur Verkehrslenkung sorgen für Einschränkungen bei den Garantien zum Datentransport, da z.B. Überlastungen im Netz nicht vermieden werden können. Von der IETF erdachte Konzepte zur besseren Lastverteilung bieten die Methoden des TE wie z.B. IntServ, DiffServ und MPLS. Ganz neu im Zuge dieser Entwicklungsarbeit ist das GMPLS, welches auf der herkömmlichen MPLS- Technologie aufbaut. Die Erweiterung von GMPLS trägt dabei den aktuellen, heterogenen Netzstrukturen im Internet Rechnung, die teils packet- teils verbindungsorientiert auf Kupfer oder Glasfaser-Basis basieren. TE spielt auch im GMPLS-Framework zukünftig eine gewichtige Rolle. Die TE-Mechanismen des MPLS-Standards können auf Grund der komplexeren Struktur und der äußerst heterogenen Ressourcen (Pakete, Zeitslots, Wellenlängen und Glasfasern) nicht direkt in GMPLS übernommen werden. Die Vorteile aus den MPLS-TE Mechanismen, bessere Lastverteilung und Ressourcen-Auslastung, sind durch hohen Verwaltungsaufwand bislang teuer zu bezahlen. Die sich daraus ergebenden Skalierungsprobleme versucht man teilweise mit Hilfe sogenannter Label Switched Path (LSP)-Hierarchien in den Griff zu bekommen. Auch GMPLS ermöglicht, durch den Aufbau virtueller, hierarchischer Netzstrukturen die Verkehrslast in heterogenen Netzen optimal zu verteilen und gleichzeitig den Verwaltungsaufwand zu begrenzen. Den Schwerpunkt des hier beschriebenen Projekts bildet die Untersuchung des GMPLS-Frameworks als Mittel zum TE im zukünftigen Internet. Dabei soll zum einen durch simulative Modellierung das Verhalten der GMPLS-Technologie in komplexen Netzen wie dem Internet erkundet und auf dessen Einsetzbarkeit in realen Netzstrukturen zurückgeschlossen werden. Zum anderen soll das GMPLS-Framework verkehrstheoretisch fundiert betrachtet werden. Im Blickpunkt steht hierbei dessen Optimierungspotential hinsichtlich Ressourcen-Auslastung, welche im direkten Trade-off mit der Skalierbarkeit des Ressourcen-Managements steht. Weiterhin soll untersucht werden, inwiefern sich das Problem der Resilience (dt. Ausfallsicherheit) in einem GMPLS-Netz ökonomisch durch Bereitstellung möglichst minimaler und dadurch kosten-effizienter Backup-Kapazitäten lösen lässt.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Michael Menth