TU Berlin entwickelt dynamische Netzwerktechnik

Mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz und datenintensiven Anwendungen im Alltag steigt das Kommunikationsaufkommen in Rechenzentren. Um dieser Herausforderung zu begegnen, entwickelt ein Forschungsteam der Technischen Universität Berlin im Rahmen des ERC-geförderten Projekts Self-Adjusting Networks eine Netzwerktechnologie, die sich dynamisch an den tatsächlichen Datenverkehr anpasst. Das Ziel ist es, Ressourcen zu sparen und die Leistungsfähigkeit der Systeme zu verbessern. Eine Übersicht des Forschungsfelds sowie erste Ergebnisse wurden nun im Fachjournal Communications of the ACM veröffentlicht.

csm TUBerlin tubIT 2017 Popa 11 a7c1c5e085
Bild: ©Oana Popa

Netzwerke passen sich an Datenströme an

Netzwerke in Rechenzentren sind bisher statisch aufgebaut: Alle Server-Racks – also Gruppen von Rechnern mit Prozessoren wie Grafikprozessoren – sind über feste Pfade miteinander verbunden, unabhängig vom Datenaufkommen. Prof. Dr. Stefan Schmid, Leiter des Fachgebiets Internet Architecture and Management, und sein Team – darunter auch Prof. Chen Avin von der Ben-Gurion-Universität in Israel – schlagen hier einen Ansatz vor, bei dem Netzwerkverbindungen flexibel rekonfiguriert werden und sich so an die Struktur des aktuellen Datenverkehrs anpassen können. Ähnlich dem sogenannten ‚Golden Gate Zipper‘, einer spezielle Maschine, die bewegliche Fahrbahntrennwände auf der Golden Gate Bridge in San Francisco verschiebt, um mehr Spuren in die stärker befahrene Richtung umzuleiten. Bezogen auf Rechenzentren ermöglichen die Netzwerke kürzere Verbindungswege, indem sie beispielsweise direkte Verbindungen zwischen stark kommunizierenden Racks schaffen. Dies reduziert Bandbreitenverluste und mehr Daten können übertragen werden.

Optische Switches als technischer Kern

Die Forschenden nutzen für die Netzwerke sogenannte optische Switches, die Netzwerkverbindungen in wenigen Millionstel Sekunden ändern. Sie arbeiten nicht mit Strom, sondern mit Licht, das durch Glasfaserkabel geschickt wird. Die Steuerung erfolgt zum Beispiel über unterschiedliche Lichtfarben oder programmierbare digitale Spiegel, die die Signale gezielt im Netzwerk weiterleiten. Diese Technik reduziert zudem den Energieverbrauch, das das Licht nicht erst in elektrische Signale umgewandelt werden muss.

Grundlagenforschung und praktische Anwendung

Das Team der TU Berlin betreibt bereits seit einigen Jahren Grundlagenforschung zu sogenannten selbst-anpassenden Netzwerken. Im Rahmen des Projekts Self-Adjusting Networks entwickelten sie mathematische Modelle und Verfahren, mit denen sich die Leistung solcher Netzwerke besser verstehen und gezielt steigern lässt. Einen Schwerpunkt legen die Forschenden dabei auf einen informationstheoretischen Ansatz. Sie untersuchen Muster im Datenverkehr, die sich komprimieren oder bündeln lassen – ähnlich wie häufige Buchstaben in Texten. Dies erhöht wiederum die Leistung der Netzwerke. „Unsere Forschung zeigt, welche Architekturen und Kontrollmechanismen nötig sind, um die Rechenzentren der nächsten Generation von Google und Co. optimal auf den Datenverkehrsfluss anzupassen“, sagt Stefan Schmid.



  • Nachhaltigkeitsthemen im Datenmanagement abbilden

    Nachhaltigkeitsthemen im Datenmanagement abbilden

    Technologien wie Robotic Process Automation (RPA) oder künstliche Intelligenz (KI) können Unternehmen beim Management von ESG-Daten unterstützen. Der Softwarespezialist Blue Prism beleuchtet die Möglichkeiten.

    mehr lesen: Nachhaltigkeitsthemen im Datenmanagement abbilden

  • Ein Stück näher am Quanteninternet

    Ein Stück näher am Quanteninternet

    Das Quanteninternet verspricht signifikante Verbesserungen in verschiedenen technologischen Schlüsselbereichen. Um dieses jedoch im bestehenden Glaserfasernetz zu realisieren, sind Quantenfrequenzkonverter nötig, die die Wellenlänge von Photonen an das Telekomband (1.550nm) anpassen…

    mehr lesen: Ein Stück näher am Quanteninternet

  • BlackBerry und AMD kooperieren

    BlackBerry und AMD kooperieren

    Im Rahmen einer Kooperation haben sich BlackBerry und AMD zum Ziel gesetzt, Präzision und Steuerung von Robotersystemen zu verbessern.

    mehr lesen: BlackBerry und AMD kooperieren

  • Gaia-X Hub: neue Arbeitsgruppe für vernetzte Lieferketten

    Gaia-X Hub: neue Arbeitsgruppe für vernetzte Lieferketten

    Am Gaia-X Hub wurde eine neue Branchenarbeitsgruppe ins Leben gerufen, die sich mit digital vernetzten Lieferketten beschäftigt.

    mehr lesen: Gaia-X Hub: neue Arbeitsgruppe für vernetzte Lieferketten

  • MVTec eröffnet Niederlassung in Taiwan

    MVTec eröffnet Niederlassung in Taiwan

    Bereits seit 2020 unterhält MVTec ein Vertriebsbüro in Taiwan. Dieses wertet der Bildverarbeitungsspezialist nun zu einer eigenen Niederlassung, der MVTec Taiwan, auf.

    mehr lesen: MVTec eröffnet Niederlassung in Taiwan

  • Lohnt sich ein Retrofit?

    Lohnt sich ein Retrofit?

    Oft ist unklar, ob es sich lohnt, ältere Maschinen mit neuen Sensoren auszustatten. Im Projekt ‚DiReProFit‘ wollen Forschende dieses Problem mit künstlicher Intelligenz lösen.

    mehr lesen: Lohnt sich ein Retrofit?

  • Digital Future Congress nimmt Techniktrends in den Blick

    Digital Future Congress nimmt Techniktrends in den Blick

    Der zweitägige virtuelle Digital Future Congress stellt im April die Potenziale aktueller Technologietrends in den Mittelpunkt. Per Video-Chat können sich die Teilnehmer untereinander sowie mit Spezialisten vernetzen.

    mehr lesen: Digital Future Congress nimmt Techniktrends in den Blick

  • Neue Vice President Channel & Marketing bei Schneider Electric DACH

    Neue Vice President Channel & Marketing bei Schneider Electric DACH

    Mit der Zusammenlegung von Marketing und Channel-Organisation stellt Schneider Electric die Kommunikationsarbeit in der DACH-Region neu auf.

    mehr lesen: Neue Vice President Channel & Marketing bei Schneider Electric DACH

  • Erwerbstätige sind beim KI-Einsatz geteilter Meinung

    Erwerbstätige sind beim KI-Einsatz geteilter Meinung

    Rund die Hälfte der vom Branchenverband Bitkom befragten Erwerbstätigen würde Routineaufgabe an eine KI abgeben. Die andere Hälfte lehnt dies jedoch ab. Zudem sehen nur wenige der Befragten keinerlei Nachteile…

    mehr lesen: Erwerbstätige sind beim KI-Einsatz geteilter Meinung

  • Technologiemonitor weist Weg zur klimaneutralen Produktion

    Technologiemonitor weist Weg zur klimaneutralen Produktion

    Fraunhofer IAO und IPA sowie das IAT und EEP der Universität Stuttgart haben gemeinsam mit der Umwelttechnik BW in Stuttgart eine Studie vorgestellt: Die ’Roadmap Klimaneutrale Produktion’ soll Unternehmen in…

    mehr lesen: Technologiemonitor weist Weg zur klimaneutralen Produktion

  • Autobauer sehen sich im Aufwind

    Autobauer sehen sich im Aufwind

    Die deutschen Autobauer blicken wieder zuversichtlicher auf die kommenden Monate. Laut aktueller Zahlen des Ifo Instituts fallen vor allem die Exportaussichten positiv auf.

    mehr lesen: Autobauer sehen sich im Aufwind

  • Deutsche Fertiger setzen vermehrt auf KI

    Deutsche Fertiger setzen vermehrt auf KI

    Rockwell Automation liefert in der neunten Ausgabe des ’State of Smart Manufacturing’-Reports Einblicke in Trends, Herausforderungen und Pläne für Hersteller. Demnach ist künstliche Intelligenz in der Fertigung angekommen.

    mehr lesen: Deutsche Fertiger setzen vermehrt auf KI