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.



  • Logistik mit Nachholbedarf bei neuen Technologien und Nachhaltigkeit

    Logistik mit Nachholbedarf bei neuen Technologien und Nachhaltigkeit

    Für Logistiker scheint das Thema Nachhaltigkeit eher eine untergeordnete Rolle zu spielen. Mehr als die Hälfte der für eine Studie von Here Technologies befragten Unternehmen verfolgt aktuell keine Strategie in…

    mehr lesen: Logistik mit Nachholbedarf bei neuen Technologien und Nachhaltigkeit

  • Aufklärung soll Roboter-Akzeptanz erhöhen

    Aufklärung soll Roboter-Akzeptanz erhöhen

    Laut einer Studie von United Robotics herrscht international Einigkeit über das Potenzial des Robotik-Sektors. Unzureichende Informationen können nach der Umfrage jedoch für Skepsis gegenüber Robotern sorgen.

    mehr lesen: Aufklärung soll Roboter-Akzeptanz erhöhen

  • Regionale Automatisierungsmesse am Bodensee

    Regionale Automatisierungsmesse am Bodensee

    Mehr als 370 Aussteller werden Anfang März zur zehnten Auflage der All About Automation in Friedrichshafen erwartet. Besucher können sich dort über Neues aus Automatisierung, Robotik und Digitalisierung informieren.

    mehr lesen: Regionale Automatisierungsmesse am Bodensee

  • Zendesk übernimmt Klaus

    Zendesk übernimmt Klaus

    Mit Klaus übernimmt das Softwareunternehmen Zendesk einen Spezialisten für KI-gestütztes Qualitätsmanagement. Die Übernahme soll das Zendesk-Portfolio im Bereich Workforce Engagement Management erweitern.

    mehr lesen: Zendesk übernimmt Klaus

  • Elke Anderl leitet Vertrieb bei T-Systems

    Elke Anderl leitet Vertrieb bei T-Systems

    Mit Elke Anderl hat T-Systems eine neue Vertriebschefin für Deutschland. Die Managerin bringt Erfahrung aus dem Großkundengeschäft mit und folgt auf Laura Vantellini.

    mehr lesen: Elke Anderl leitet Vertrieb bei T-Systems

  • Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in Deutschland

    Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in Deutschland

    Der Softwarekonzern Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in den Ausbau seiner KI-Infrastruktur und Cloud-Kapazitäten in Deutschland. Unter anderem sollen neue Rechenzentren in Nordrhein-Westfalen entstehen.

    mehr lesen: Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in Deutschland

  • Maschinenbauer meldet Rekordexporte für 2023

    Maschinenbauer meldet Rekordexporte für 2023

    Der Maschinen- und Anlagenbau hat 2023 aufgrund eines starken ersten Halbjahrs einen Rekordwert der Exporte verbucht. Wie der VDMA mitteilt, macht sich die aktuelle Konjunkturflaute aber auch bei den Ausfuhren…

    mehr lesen: Maschinenbauer meldet Rekordexporte für 2023

  • MainDays 2024 in Berlin

    MainDays 2024 in Berlin

    Auf den MainDays treffen sich am 12. und 13. März Verantwortliche aus Instandhaltung und technischem Service, um Trends und Herausforderungen zu diskutieren und Transformationsprojekte vorzustellen.

    mehr lesen: MainDays 2024 in Berlin

  • Pal2Rec forscht an sensorbasierter Aktivitätserkennung

    Pal2Rec forscht an sensorbasierter Aktivitätserkennung

    Als Ladungsträger bewegen Paletten Dinge von A nach B. Das im Februar 2024 gestartete Projekt ’Pal2Rec’ untersucht nun, wie sich (Euro-)Paletten eigenständig in logistische Prozesse mittels sensorbasierter Aktivitätserkennung einbeziehen lassen.

    mehr lesen: Pal2Rec forscht an sensorbasierter Aktivitätserkennung

  • Bessere CO2-Bilanz durch additiv gefertigte Komponenten

    Bessere CO2-Bilanz durch additiv gefertigte Komponenten

    Der Autobau kann mit maßgeschneiderten Komponenten die CO2-Bilanz von Werkzeugen und Maschinen verbessern und mit einbaufertigen Komponenten, sogenannten ’Engineered Products’, Leistungssteigerungen bei den Materialeigenschaften erzielen. Das zeigt eine Fallstudie in…

    mehr lesen: Bessere CO2-Bilanz durch additiv gefertigte Komponenten

  • Emissionen von künstlicher Intelligenz beziffern

    Emissionen von künstlicher Intelligenz beziffern

    Auch künstliche Intelligenz verbraucht Ressourcen. Forschende des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung, AlgorithmWatch und des DAI-Labors der TU Berlin fordern daher, die Nachhaltigkeitsauswirkungen von KI über den gesamten Lebenszyklus hinweg stärker…

    mehr lesen: Emissionen von künstlicher Intelligenz beziffern

  • Was Anwender von KI-Anbietern erwarten

    Was Anwender von KI-Anbietern erwarten

    Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Anwender KI-Anbietern vertrauen können und deren KI-Lösung nutzen? Diese Frage steht im Mittelpunkt des Forschungsprojektes ‘TrustKI’, das Anfang 2023 am Institut für Internet-Sicherheit –…

    mehr lesen: Was Anwender von KI-Anbietern erwarten