Echtzeitplattformen für das Internet

4 Traffic Engineering

In den letzten Jahren hat sich die Telekommunikations- und Datenlandschaft rapide gewandelt. Das geht hauptsächlich auf das Internet zurück, dessen Protokollfamilie immer mehr Einzug in andere Netze hält. Dabei wandelt sich auch das Internet selbst immer mehr, da es neue Anforderungen wie Echtzeitfähigkeit, Dienstgütegarantie, Sicherheit und Skalierbarkeit bewältigen muss, für die es eigentlich nicht entwickelt wurde. Entstanden ist diese Entwicklung durch den Wunsch "Anything-over-IP" oder "IP-over-Anything" umzusetzen, wodurch auch Sprache und Video besser unterstützt werden sollen. Hinzu kommt der alte Wunsch nach Sprach- und Datenkonvergenz, damit nur noch ein Netz verwaltet werden muss, um Kosten einzusparen und flexibler auf Innovationen reagieren zu können.

Im Bereich heterogener Netzstrukturen im WAN hat sich aufgrund der Plattformunabhängigkeit und der leicht zu implementierenden Software auf unterschiedlichen Rechnersystemen die TCP/IP-Protokollfamilie gegenüber anderen Protokollen durchsetzen können. Aufgrund der anwachsenden Datenraten im Weitverkehrsbereich unter Einbeziehung neuer Anwendungsmöglichkeiten, wie Computer Supported Co-operative Work (CSCW), ist die Effektivität von IP-Protokollen von entscheidender Bedeutung. Da TCP/IP-Protokolle eigentlich für geringe Datenraten im Internet entwickelt wurden, spielt die Anpassung und Integration von IP auf Hochgeschwindigkeitsnetzen wie ATM oder Gigabit Ethernet (GE) für das LAN oder WAN eine wichtige Rolle.

ATM ist für das B-ISDN-Referenzmodell als Übertragungsprotokoll eingeführt worden. Dabei haben der roße Erfolg und Verbreitungsgrad des Internet dazu geführt, das ATM als Transportmedium einzusetzen, welches neben hoher Bandbreite auch Skalierbarkeit, Dienstgüte und Erweiterbarkeit anbietet. Deshalb müssen die beide Protokolle IP und ATM reibungslos zusammenarbeiten. Darüber hinaus sind die Anwender an der Integration der eigenen traditionellen Netzwerke interessiert, um bestehende und zukünftige Investitionen absichern zu können. Allerdings haben IP-Protokolle und ATM eine völlig unterschiedliche Funktionsweise. Die Standardisierungsgremien IETF , ITU und ATM-Forum haben Standards spezifiziert, die IP auf ATM anpassen bzw. integrieren.

Dabei ist das endgültige Ziel, die Vorteile von ATM unter Einbeziehung des IP-Protokoll nutzen zu können. Als wichtige Elemente sind in diesem Zusammenhang LAN Emulation (LANE), Multi-Protocol-over-ATM (MPOA) und Multi-Protocol-Label-Switching (MPLS) zu nennen. Ebenfalls wird über direkte IP-Verbindungen über SDH nachgedacht, um so den Overhead gering zu halten.

Aus Gründen der Ökonomie war die optimale Netznutzung für einen Netzbetreiber schon immer ein Ziel, dessen Realisierung eine Anforderung an die Netztechnologie darstellt. Aufgrund der Dienstvielfalt erhält diese Anforderung aber einen neuen Aspekt. Das Vermeiden von Überlastsituationen von einzelnen Netzwerkkomponenten ist auch für die Übertragung von zeitkritischen Daten vorteilhaft, da sich die Netzperformance verbessert. Traffic Engineering beschreibt die Fähigkeit, durch entsprechende Maßnahmen den Verkehr so zu lenken, dass das Netz optimal ausgenutzt wird. Es soll vermieden werden, dass freie Ressourcen ungenutzt bleiben und gleichzeitig andere Bereiche überlastet sind. Erste Ansätze, um Traffic Engineering in IP-Netze zu implementieren, wurden über das Load Sharing realisiert, das von Routing-Protokollen wie Open Shortest Path First (OSPF) und Intermediate System to Intermediate System Protocol (IS-IS) unterstützt wird. Dieser Mechanismus findet dann Anwendung, wenn mehrere Pfade zwischen Quelle und Senke existieren, welche die gleichen Kosten aufweisen. Kosten definieren die Verbindung zwischen zwei Netzelementen anhand von Parametern und erlauben den Routing-Protokollen so, eine Entscheidung über den Verbindungsweg zu treffen.