B-WiN
Optimierung von Kapazitäten und Verkehrsflüssen im B-WiN
Beschreibung
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur kombinierten Topologie-, Kapazitäts- und Routenplanung für das B-WiN in Deutschland. Das B-WiN (Breitband Wissenschaftsnetz) dient dem ,,Informations- und Datenaustausch zwischen Einrichtungen und Personen aus Wissenschaft, Forschung, Bildung und Kultur`` im In- und Ausland. Es wird derzeit als Broadband Virtual Private Network (BVPN) auf dem ATM-Cross-Connect Netz der Deutschen Telekom AG betrieben. In das installierte (gemietete) Gesamtnetz sind Subnetze für die verschiedenen Verkehrstypen (zur Zeit IP und ATM) eingebettet.
Momentan umfaßt das Netz zehn zentrale Service-Switches. Prinzipiell kann zwischen je zwei Switches eine Verbindung installiert werden. Deren Kapazität muß aus einer gegebenen Menge von zulässigen Kapazitäten gewählt sein. Die Anzahl von zu installierenden Verbindungen ist festgelegt. Für jedes Paar von Switches und jeden Verkehrstyp ist ein Bedarfswert gegeben. Ferner gibt es für jeden Verkehrstyp spezielle Restriktionen: Für den IP-Verkehr ist zum Beispiel das OSPF Routingprotokoll (Open Shortest Path First) zu verwenden. Dabei ist jeder Bedarf auf einem kürzesten Weg bezüglich einer Kantengewichtsfunktion im IP-Netz zu routen. Außerdem können aufgrund der verwendeten Hardware nur bestimmte Kapazitäten für die Verbindungen im IP-Subnetz verwendet werden.
Ziel der Planung ist ein kostengünstiges ``robustes'' Gesamtnetz und entsprechende Subnetze für die verschiedenen Verkehrstypen. Robust bedeutet hierbei zum einen Ausfallsicherheit, d.h., daß auch beim Ausfall von einzelnen Verbindungen oder Switches der gesamte nicht vom Ausfall betroffene Teil des Bedarfs oder aber nur ein bestimmter Teil dieses Bedarfs, je nach Verkehrstyp, weiterhin geroutet werden kann. Zum anderen bedeutet es Stabilität der Lösung; die Topologie des Gesamtnetzes und die der eingebetteten Netze sollen bei geringer Änderung der Bedarfswerte unverändert bleiben, da mit Topologieänderungen auch kostenintensive Hardware- und unter Umständen Vertragsänderungen verbunden sind. Änderungen der Kapazitäten und der Routingwege sind dagegen auch kurzfristig bei Bedarfsänderungen möglich.
Zu Beginn des Projektes wurden überwiegend primale heuristische Verfahren zur Lösung des Problems auf der IP-Ebene entworfen und als Prototypen implementiert. Nach Tests mit mehreren realen Datensätzen im Sommer 1997 wurde ein flexibles Software-System zur Lösung von Netzwerkdimensionierungsproblemen implementiert, in das diese Heuristiken integriert wurden.
Die Ergebnisse dieses Projektes werden seit 1997 bei der Planung des B-WiN vom DFN-Verein genutzt. So wird u.a. regelmässig mit der entwickelten Software das Kernnetz des B-WiN gemäß der sich verändernden Verkehrströme und technischen Nebenbedingungen (z.B. Erhöhung der Transatlantikkapazität) reoptimiert.
Ansprechpartner
- Andreas Bley
Mitarbeiter
- Andreas Bley
- Martin Grötschel
- Roland Wessäly
Kooperationspartner
- DFN-Verein, Ansprechpartnerin im DFN: Dr. Gertraud Hoffmann
Projektdauer