closed WiN-Labor projects

WiN-Labor (2021-2022): Perspectives for the future in the network: Investigations on quantum networks, time synchronization and efficient resource management in the network.

In this project, preparation for quantum networks, investigations of time synchronization in the network, and methods for automation of network provisioning (DFN-GVS) where in the foreground. All developments and investigations served to collect evaluations and experiences with regard to new techniques for the future generation of the research network.

WiN-Labor (2019-2020): Automatisierung und Validierung im Netzbetrieb (Arbeitsabläufe, Netz-Provisionierung und automatisierte Visualisierung)

This WiN-Labor project focused on automation and validation of data. Special focal points were

  • The development of software for automated fault management and configuration management
  • The automatic provisioning of virtual networks with DFN-GVS.

All developments served to simplify workflows, reduce complexity through automation, avoid inconsistencies and clearly present measurement data.

WiN-Labor (2017-2018): Pilotierung DFN-Testbed-Service und Quality Assurance im X-WiN

In the project period 2017 – 2018, the WiN Lab at RRZE focused on the following three main areas with regard to deployment and implementation in the German research network X-WiN:

  • Developing software to optimize operational processes and quality assurance.
  • The development of a new DFN-GVS service and operation as a prototype
  • Monitoring and visualization.

WiN-Labor (2015-2016): Monitoring und QoS-Tools für das Deutsche Forschungsnetz

Vorbereitung eines DFN-Testbedservices

In this project, the WiN-Lab worked on building the first DFN testbed service. This testbed service is intended to enable users to create independent isolated testbeds, which can contain virtual machines, OpenFlow switches, links and / or bare metal servers. These are suitable, among other things, for testing newly developed Internet protocols and network security investigations outside a production network. The service is oriented towards the European GÉANT Testbeds service and provides additional resources on a national level for research purposes.

WiN-Labor (2013-2014): Interne Qualitätskontrolle im Deutschen Forschungsnetz

Neue optische Wellenlängen-Multiplextechnik im Wissenschaftsnetz X-WiN

The X-WiN was given a new optical platform (OTN) in accordance with ITU standard G.709/G.872 with the aim of achieving a higher transmission rate, flexible connection paths and modern switching technology. This was implemented using OMLT (Optimized Multi-Layer Transport) technology with integrated DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) / switching functionality from the “Apollo” product family of ECI Telecom from Israel. The high transmission capacity was guaranteed with 88 wavelengths per fiber link and transmission rates of up to 100 Gbps. The new DWDM technology was installed in the X-WiN at all 54 core network sites, 45 repeater sites and 12 user sites of the German Weather Service and connected to optical fibers with a total length of more than 10,000 km. At the IP level, starting from the new optical platform, mainly the spans coming from the four supercore sites (Erlangen, Hannover, Frankfurt, Berlin) were reinforced.

IP-Performance-Messungen (IPPM) im X-WiN

In the IPPM system HADES (HADES Active Delay Evaluation System), two existing measurement boxes of the ‘Supercore Ring’ were replaced by new high-performance measurement boxes. This enabled bandwidth measurements of up to 10Gbit/s to be carried out. It was thus possible to evaluate data on more than 3500 measurement links.

WiN-Labor (2011-2012): Qualitätssicherung X-WiN

HADES-Messungen im X-WiN

Das im Labor entwickelte und betreute System erfasste kontinuierlich die Performance-Metriken One-Way Delay, Delay Variation, Packet Loss und Hop Count im X-WiN. Das System lief auf fünf verschiedenen Hardwaregenerationen, die älteste aus dem Jahr 2002. Für eine technische Umrüstung der Messpunkte wurden Angebote eingeholt und entsprechende Hard- und Softwaretests durchgeführt. Die auf

HADES weathermapHADES Messpunkte

über 3.500 Messstrecken erhobenen Daten wurden gesammelt und in verschiedenen Statistiken ausgewertet. Im Folgenden ist die aktuelle Messdatenkarte des X-WiN zu sehen, in der nur die Messstrecken entlang topologischer Verbindungen dargestellt sind.

Abb.: Darstellung des One-Way Delays im X-WiN mit Supercore Frankfurt-Hannover-Potsdam-Erlangen

Performance-Messungen: HADES – jetzt auch zum Selbstinstallieren

Das vom DFN-Labor am RRZE entwickelte Messsystem HADES (HADES Active Delay Evaluation System) wurde in diesem Projekt weltweit für Performance-Messungen im Netz eingesetzt. Zuvor musste das System manuell eingerichtet und speziell für die jeweiligen Messumgebungen angepasst werden. Seit Ende 2011 gab es nun auch eine HADES-Version zum Selbstinstallieren. HADES ist ein auf aktiven Messungen basierendes Werkzeug, das spezielle Messpakete zum Netzmonitoring erzeugt. In einem typischen Messvorgang werden Gruppen von UDP-Paketen (UDP: User Datagram Protokoll) in konfigurierbaren Intervallen gesendet. Dabei erhält jedes Paket einen Zeitstempel (basierend auf einer GPS-Hardware-Uhr) und eine laufende Sequenznummer. Beim Empfänger wird dann der genaue Ankunftszeitpunkt bestimmt. Anhand dieser Informationen werden die IPPM-Performance-Metriken One-Way Delay (OWD), One-Way Delay Variation (OWDV) und Paketverlust ermittelt und für eine Auswertung zur Verfügung gestellt. HADES wurde im Projektzeitraum für IP-Performance-Messungen an über 57 Standorten innerhalb des deutschen Forschungsnetzes (X-WiN) eingesetzt. Auf internationaler Ebene kam HADES auch im europäischen Forschungsnetz GÉANT, im LHCOPN (Large Hadron Collider, CERN) sowie im europäischen Testbed FEDERICA zum Einsatz.

WiN-Labor (2009-2010): Qualitätssicherung X-WiN

Accounting im X-WiN

Im DFN-Labor wurde ein Accountingsystem entwickelt, welches auf Grundlage des auf den Routern laufenden NetFlow-Protokolls Verkehrsflussdaten an den eingehenden Interfaces im X-WiN erfasste. Damit wurde eine Verkehrsüberwachung im X-WiN, beispielsweise für Topologieanpassungen, möglich. Die Daten wurden auf Interface- und Standortebene aggregiert und dann über ein selbst-entwickeltes Webinterface dem DFN-Verein zur Verfügung gestellt. Die Software für das Accounting-System wurde vom Labor laufend weiterentwickelt. So wurden unter anderem die Schnittstellen zu den Systemen des DFN-Vereins, wie beispielsweise der Topologie-Datenbank, jeweils an aktualisierte Versionen angepasst. Zudem wurde die dem Accounting-System zugrundeliegende Datenbank um eine Unterstützung für Zeitzonen erweitert, sodass ein flexibler Export der Daten jeweils unabhängig von der lokalen Zeitzone und den entsprechenden Zeitumstellungen möglich war.

IP-Performance-Messungen im X-WiN

Um die Dienstgüte von Netzwerkverbindungen überwachen und bestimmen zu können, hat das WiN-Labor im Rahmen von Projekten des DFN-Vereins im X-WiN und im europäischen Netzwerk GÉANT ein Messsystem entwickelt, das qualitätsrelevante Daten wie One-Way Delay (Paketlaufzeit), One-Way Delay Variation (Jitter) und Paket Loss (Paketverluste) ermittelt. Ausgehend von der ersten Messstation im deutschen Forschungsnetz X-WiN, installiert im Sommer 2002, hat sich das Messsystem über das Europäische Forschungsnetz GEANT hinaus weltweit verbreitet. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Beteiligung an verschiedenen Projekten, die Anzahl der mit Messstationen versehenen Standorte und die ungefähre Anzahl von Messstrecken. Eine mathematisch-statistische Analyse wertete die ermittelten Delaydaten durch vergleichendes Klassifizieren aus und half damit, Schwachstellen im Netzwerk zu finden.