Kommunikationsnetzwerke Schnell durch den Stau auf der Datenautobahn
Um mit einem Taxi in New York von A nach B zu fahren, braucht es keinen Fahrer vor Ort. Das Fahrzeug könnte auch aus Brasilien gesteuert werden. Vorausgesetzt, die Datenpakete werden zuverlässig und schnell zugestellt.
Der Taxifahrer, der sein Taxi durch die Stadt steuert. Die Chirurgin, die am OP-Tisch steht und einen Eingriff durchführt. „Diese engen räumlichen Beziehungen sind im Begriff, sich aufzulösen“, stellt Prof. Dr. Steffen Bondorf fest. Der Informatiker leitet den Lehrstuhl für Verteilte und Vernetzte Systeme an der Fakultät für Informatik der Ruhr-Universität Bochum. So kann die Chirurgin ihr Instrument für die OP über das Internet aus der Ferne steuern und damit dem Patienten die weite Anreise in eine Spezialklinik ersparen. Damit die Sicherheit gewahrt ist, müssen Signale zuverlässig schnell von einem Ort zum anderen gelangen. Ob sie das tun, berechnet Steffen Bondorf. Darüber berichtet Rubin, das Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum.
Je mehr Verkehr, desto länger die Warteschlange
Steffen Bondorf versucht die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Datenübermittlung mathematisch nachzuweisen. Diese Angelegenheit ist ziemlich komplex: „Das Internet ist ein riesiges System mit zahllosen Komponenten“, veranschaulicht der Forscher. „Wir können es nicht als Ganzes betrachten, sondern müssen uns die einzelnen Teile vornehmen.“ Jeder Streckenabschnitt und jeder Knotenpunkt, an dem Daten weitergegeben werden, beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der sie vorankommen. Dabei gilt dasselbe wie auf der Autobahn: Je mehr Verkehr unterwegs ist, desto länger muss man warten, und das Vorankommen ist langsamer.
Technische Gegebenheiten, Standards und Prioritätsstufen bestimmen, wie lange es jeweils dauert. In einem sogenannten Netzwerkkalkül modelliert Steffen Bondorf den Weg der Daten von A nach B. Sämtliche Stationen und Schnittstellen, die die Daten passieren, werden mitsamt ihren technischen Eigenheiten in das Modell aufgenommen. „Das funktioniert nur, weil die Organisation des Internets streng hierarchisch ist“, erklärt der Forscher. „Die Daten nehmen in dieser Hierarchie gerne den kürzesten Weg zum nächsthöheren Knotenpunkt und wieder zurück.“
Tool steht zur Verfügung
Für den modellierten Fall wird eine Übertragungsdauer von A nach B festgelegt, die nicht überschritten werden darf. Für die Berechnung geht der Forscher von fehlerfreien Bedingungen aus. Die Modellierung ergibt dann einen einzigen Wert: Die eine obere Schranke auf die maximale Dauer des Transports der Datenpakete.
Sein Tool für die Modellierung stellt Steffen Bondorf Expertinnen und Experten frei zur Verfügung. „Ich gehe schon davon aus, dass Unternehmen, die Netze betreiben oder Komponenten entwickeln, die Ergebnisse dieser Forschung aufnehmen“, sagt er. Informationen aus der Industrie zu bekommen, sei allerdings schwierig. Schon was die Implementierung von Standards angeht, müsse man den Unternehmen vertrauen, da sie keine Informationen offenlegen. „Für mich steht im Mittelpunkt, was theoretisch möglich ist“, erklärt er sein akademisches Interesse. „Ich will die Systeme verstehen.“
