Die Zukunft des Internets gestalten

Seit dem Beginn des Internets ist die Entstehung von Netzwerkprotokollen und damit verbundenen Technologien eng mit der Forschungs-Community verbunden. SWITCH führt diese Tradition fort und unterstützt Projekte im Bereich der Netzwerkforschung.

Text: Alexander Gall, publiziert am 30.09.2019

Als bekanntes Beispiel dafür, wie Forschende zur Entstehung grundlegender Protokolle beitragen, gilt Van Jacobson. Während seiner Zeit am Lawrence Berkeley National Laboratory entdeckte Jacobson 1988 einen schweren Fehler im damaligen TCP-Algorithmus zur Überlaststeuerung, nachdem dieser mehrfach einen Grossteil des damaligen Internets lahmgelegt hatte. Durch wissenschaftliche Analytik und Elemente der Kontrolltheorie nahm Jacobson Anpassungen am TCP-/IP-Code vor, die bei drohender Überlast den Durchsatz der Datenübertragung senkten, um einen vollständigen und langfristigen Kollaps des gesamten Netzes zu verhindern. Noch heute steuern Van Jacobsons Algorithmen das Internet.

Forschung trifft Praxis – zum gegenseitigen Vorteil

Die Erforschung von Kommunikationsnetzen hat sich seither als eigenes Fachgebiet etabliert, das wiederum zahlreiche Unterdisziplinen und unzählige wissenschaftliche Artikel hervorgebracht hat. Stetig gilt es, Protokolle zu verbessern, festgestellte Fehler zu beheben und sogar den Kern des Internets an sich vollständig neu zu gestalten. Eine der Herausforderungen besteht darin, den Graben zwischen theoretischer Forschung und täglicher Praxis zu überwinden. Schliesslich sind bei Aufbau, Konfiguration und Betrieb des Netzwerks Grundsätze der Kosteneffizienz, Zuverlässigkeit und Umsetzbarkeit in komplexen Geschäftsumgebungen zu berücksichtigen. 

SWITCH wurde in der Anfangszeit des Internets gegründet, als das World Wide Web noch hauptsächlich Forschungszwecken diente. Dadurch kann die Stiftung heute auf eine langjährige Erfahrung in der Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Forschungsprojekten zurückblicken. Unserer Meinung nach ist die Bereitschaft, Daten über unser Netzwerk weiterzugeben und Projekte beispielsweise durch Erkenntnisse aus dem täglichen Betrieb aktiv zu unterstützen, ein wichtiger Teil unserer Mission.

Forschende sind oft versucht, sich in ihren Elfenbeinturm zurückzuziehen. Sie arbeiten vielleicht an schwierigen technischen Problemen, die aber für die Praxis kaum von Bedeutung sind. Oder sie treffen Annahmen zu Netzwerkeigenschaften wie Traffic-Mustern, Netzwerktopologien oder Routing-Regeln, die nicht der Realität entsprechen. Der Mehrwert, den SWITCH in diesen Fällen bieten kann, sind empirische Daten aus einem realen Netzwerk sowie Erfahrung in der Verwaltung eines autonomen Systems innerhalb der globalen Routing-Infrastruktur.

Andererseits kann SWITCH von den Forschenden profitieren, indem z. B. mithilfe neuartiger Methoden der Datenanalyse weitere Erkenntnisse zum SWITCH-Netzwerk gewonnen werden.

Was die Zukunft bringen könnte

Als Vorbilder für solch fruchtbare Wechselwirkungen könnten sich zwei neuere Projekte erweisen. Die von Laurent Vanbever geleitete Networked Systems Group der ETH Zürich arbeitet unter anderem an einem System, mit dem sich das Netzwerkverhalten aus dem Weiterleitungsstaus und Router-Konfigurationen aus dem laufenden System ableiten lassen. Dabei kann der Betreiber in ganz natürlichem Sprachduktus Fragen zu seinem Netzwerk stellen. So versetzt das Tool den Betreiber viel besser in die Lage, sein Netzwerk zu verstehen, zu verbessern und zu verwalten.

Das zweite Projekt stammt vom Institute of Information Security der ETH Zürich. Adrian Perrig und sein Team arbeiten an einem neuen domainübergreifenden Router-Protokoll, das Netzwerkpfade durch Endsysteme steuert, um die Nutzer vor schädlichen oder unbeabsichtigten Routing-Fehlern zu schützen. Zudem sind die gleichzeitige Nutzung verschiedener Pfade, ein schneller Failover und eine dynamische Optimierung des Datenflusses möglich. SWITCH ist Teil der Testumgebung, in der dieses neue Protokoll in einer produktionsähnlichen Umgebung evaluiert wird.

Indem wir zusammenarbeiten, aus der Vergangenheit lernen und neue Ideen und Konzepte aufnehmen, können wir unseren Beitrag zur Gestaltung des Internets der Zukunft leisten.

[1] Tagungsband SIGCOMM '88 zu Kommunikationsarchitekturen und -protokollen, Seiten 314-329

Über den Autor
Alexander   Gall

Alexander Gall

Nach dem Studium der Physik und einer Tätigkeit als Forscher an der Universität Bern stiess Alexander Gall 1999 zu SWITCH. Seit dem Jahr 2000 ist er Teil des Netzwerkteams.

E-Mail
Weitere Beiträge