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.



  • Maschinen- und Anlagenbauer mit Auftragsplus

    Maschinen- und Anlagenbauer mit Auftragsplus

    Ein Auftragsplus von 32 Prozent haben die Maschinen- und Anlagenbauer im vergangenen Jahr erzielt. Dabei legten die Bestellungen auch im Dezember zu — im Vorjahresvergleich um 21 Prozent.

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbauer mit Auftragsplus

  • Dassault Systèmes erzielt Umsatzwachstum

    Dassault Systèmes erzielt Umsatzwachstum

    Mit einem Umsatzplus von 11 Prozent hat Dassault Systèmes das Geschäftsjahr 2021 abgeschlossen. Dabei war vor allem der Softwarebereich Wachstumstreiber.

    mehr lesen: Dassault Systèmes erzielt Umsatzwachstum

  • M&M Software unter neuer Leitung

    M&M Software unter neuer Leitung

    Ab Juli steht M&M Software unter neuer Leitung. Der Langjährige Geschäftsführer Klaus Hübschle übergibt an Christian Gnädig und Thomas Gaus.

    mehr lesen: M&M Software unter neuer Leitung

  • Geschäftsklima in der Digitalbranche erreicht Vor-Corona-Niveau

    Geschäftsklima in der Digitalbranche erreicht Vor-Corona-Niveau

    Mit einem Plus von 5,4 Punkten liegt der Ifo-Bitkom-Digitalindex nun bei 30 Punkten. Die deutsche Digitalbranche hat somit wieder ihr Vor-Corona-Niveau erreicht. Die Personalsorgen der Branche sind laut Index jedoch…

    mehr lesen: Geschäftsklima in der Digitalbranche erreicht Vor-Corona-Niveau

  • Arbeitsmarkt kommt ‚ohne große Schrammen‘ durch die Welle

    Arbeitsmarkt kommt ‚ohne große Schrammen‘ durch die Welle

    Nach vier Rückgängen in Folge ist das IAB-Arbeitsmarktbarometer im Januar wieder gestiegen. Die zahlen deuten u.a. auf weiter steigende Beschäftigung hin.

    mehr lesen: Arbeitsmarkt kommt ‚ohne große Schrammen‘ durch die Welle

  • EU-Kommission stellt neue Normungsstrategie vor

    EU-Kommission stellt neue Normungsstrategie vor

    Die EU-Kommission hat eine neue Normungsstrategie vorgestellt. Diese sieht u.a. vor, die Einflussnahme von Akteuren aus nicht-Mitgliedsstaaten eindämmen. Zudem soll die Rolle Europas bei globalen Normen gestärkt werden.

    mehr lesen: EU-Kommission stellt neue Normungsstrategie vor

  • Statamath wird Tochter von IFM Solutions

    Statamath wird Tochter von IFM Solutions

    IFM Solutions hat den Big-Data-Spezialisten Statamath übernommen. Alexander Hoffmann und Christian Friedrich sollen das Unternehmen weiterhin führen.

    mehr lesen: Statamath wird Tochter von IFM Solutions

  • Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

    Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

    Rund 500.000€ investiert der Smart Systems Hub in den Ausbau seines ‚IoT-Labs‘. Unternehmen und Institute können dort beispielsweise Roboter per über die Cloud mithilfe von 5G fernsteuern.

    mehr lesen: Smart Systems Hub erweitert IoT-Labor

  • Kooperation zwischen AIF und IDTA

    Kooperation zwischen AIF und IDTA

    Die Industrial Digital Twin Association und Alliance Industrie du Futur haben ein Memorandum of Understanding unterzeichnet. Beide wollen sich u.a. auf Digital Twin-Projekte fokussieren, die der Industrie zu mehr Nachhaltigkeit…

    mehr lesen: Kooperation zwischen AIF und IDTA

  • World of Quantum geht in München an den Start

    World of Quantum geht in München an den Start

    Eine Plattform für die Quantentechnologie will die Messe München mit der World of Quantum bieten, die erstmals im Rahmen der Laser World of Photonics stattfinden soll.

    mehr lesen: World of Quantum geht in München an den Start

  • Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

    Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

    Im Jahr 2020 haben deutsche Unternehmen ihre innovationsausgaben reduziert. Wie aus Erhebungen des Zentrums für Europäische Wirtschaftsforschung hervorgeht, sind die Innovationstätigkeiten dabei vor allem bei Großunternehmen zurück gegangen.

    mehr lesen: Pandemie hemmt Innovationen und ist zugleich Impulsgeber

  • FMB 2022 findet früher statt

    FMB 2022 findet früher statt

    Die Vorverlegung der SPS führt dazu, dass die FMB – Zuliefermesse Maschinenbau nun ebenfalls früher stattfindet. Statt wie ursprünglich geplant Mitte November, sind die Veranstalter auf einen Termin Mitte Oktober…

    mehr lesen: FMB 2022 findet früher statt