Das Internet der nächsten Generation steuert sich selbst

Im Internet der nächsten Generation sollen Telefonate,
Videokonferenzen oder interaktive Spiele mit mehreren Teilnehmern jederzeit
mit hoher Qualität möglich sein. Diese Kommunikation in Echtzeit stellt
allerdings hohe Anforderungen an die Netzinfrastruktur. Die Information im
Internet wird nicht wie im Telefonnetz kontinuierlich über reservierte
Verbindungen transportiert, sondern in Form von Datenpaketen über die
jeweils gerade freien Wege übertragen. Für Echtzeitkommunikation muss
dennoch sichergestellt werden, dass der Empfänger die Information
rechtzeitig und kontinuierlich erhält. Schließlich wollen Telefonkunden in
Zukunft weiterhin ohne Sprachverzerrungen telefonieren. Siemens will in dem
Forschungsprojekt KING (Komponenten für das Internet der nächsten
Generation) eine umfassende Lösung entwickeln: Bei gleichbleibender
Servicequalität soll ein breitbandiges Netz mit hoher Verfügbarkeit
entstehen, das zudem effizient gesteuert und damit auch wirtschaftlich
betrieben werden kann. Das Projekt in zweistelliger Millionenhöhe läuft über
drei Jahre und wird zur Hälfte vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung mitgetragen. Neben der Netzwerksparte von Siemens sind sieben
Forschungsinstitute und Universitäten eingebunden.

Bereits wenige hundert Millisekunden Verzögerung führen bei
Sprachkommunikation zu deutlich wahrnehmbaren Qualitätseinbußen. Im ersten
Schritt erhalten deshalb Pakete für Echtzeitkommunikation virtuelle
Aufkleber, die den Netzknoten (Routern) hohe Priorität beim Versenden
anzeigen. Das Gesamtvolumen des priorisierten Verkehrs darf jedoch nicht
über alle Maßen anwachsen. KING setzt daher auf eine autonome Netzsteuerung
mit einer Zugangskontrolle am Rand. Vorteil: Wenn ein Datenpaket hoher
Priorität einmal im Netz ist, gelangt es verzögerungsfrei ans Ziel. Außerdem
unterstützt ein Steuerrechner, der mit den Netzknoten und der
Zugangskontrolle in Kontakt steht, die autonome Steuerung. Dieser Rechner
holt sich periodisch Informationen aus dem Netz und überprüft, ob der
Datenverkehr reibungslos läuft. Wenn sich die Randbedingungen ändern, gibt
er neue Regeln zur Übertragung vor. So wird das Netzmanagement vereinfacht
und damit verbilligt.

Am Ende des Projekts KING soll nach Theorie, Realisierung und Erprobung ein
praxisnaher Prototyp stehen. Damit die Lösungsansätze direkt auf ihre
Tauglichkeit getestet werden können, modellieren in einem Testlabor von
Siemens fünf Router 20 Netzknoten im Internet. Daneben arbeiten Theoretiker
an Algorithmen und Software. Einen wichtigen Schritt haben sie bereits
geschafft: Um die Verfügbarkeit des Netzes bei Fehlern zu erhalten, werden
neuartige Mechanismen zur Wegelenkung (Routing) erprobt, die auch Routen
abseits des kürzesten Weges erlauben. Mit diesem Ansatz konnten die Experten
zeigen, dass die Verfügbarkeit des Netzes bei gleichzeitig hoher
Kommunikationsgüte signifikant verbessert werden kann, ohne in die Gefahr zu
geraten, dass Pakete in Schleifen laufen und damit verzögert oder gar nicht
ankommen.