Modelling and evaluation of load and performance control mechanisms of B-ISDN/ATM switching systems

Behandelt wird die Problematik der Last- und Leistungsregelung im Kontext der ATM-basierten Breitband-Vermittlungstechnik.Objective of this thesis are load control and performance control concepts for broadband switching systems. Focus is the services integrating network technology B-ISDN using ATM as transfer mode. The studied mechanisms and concepts are principally of generic nature. Specifically they are designed within the envisaged context of B-ISDN, due to its extensive vision with respect to service integration, Quality of Service (QoS) support and ATM bearer capabilities. Area of application is implicitly the network control plane, but interactions between user and control plane have to be considered, too. The prime scope are switching nodes between access and core network domain, i.e., B-ISDN switches which have to provide user-to-network and network-to-network signalling protocol functions. Thus, beside service distinction call type differentiation is also covered due to the considered network positioning

Ein Ansatz zur Modellierung zuverlässigkeitstheoretischer Aspekte hochverfügbarer Kommunikationsnetze für kritische Infrastrukturen

Die Architekturen des 'Next Generation Networks' (NGN) zur Bereitstellung sicherheitsrelevater Anwendungen innerhalb von Verkehrsprozessen erfordert hochverfügbare paketvermittelnde Kommunikationsnetze, um den Prozess verlässlich und nachhaltig zur Verfügung zu stellen. Die Arbeit thematisiert die Modellierung der Prozesszuverlässigkeit, die durch drei Teilzuverlässigkeiten charakterisiert ist. Die analytischen Modelle werden auf der Basis der Methoden zur Netzmodellierung für die technologische Zuverlässigkeit, die Systemzuverlässigkeit und die Securityzuverlässigkeit beschrieben. Die Validierung der Modelle erfolgt an einer IP-basierten Stellwerksarchitektur.:1 Einleitung 2 Analyse des Ist-Zustandes 3 Theoretische Grundlagen 4 Modellierung der Prozesszuverlässigkeit 5 Validierung der analytischen Modelle 6 Zusammenfassung und AusblickUsing the 'Next Generation Networks' (NGN) approach to provide security demanding applications in transport processes requires high-available packed based communication networks. The paper addresses process reliability modelling, that is characterized by three partial reliabilities. The analytic models are based on network modelling methods such as technological reliability, system reliability an security reliability. Model validation is given by an IP-based signal box.:1 Einleitung 2 Analyse des Ist-Zustandes 3 Theoretische Grundlagen 4 Modellierung der Prozesszuverlässigkeit 5 Validierung der analytischen Modelle 6 Zusammenfassung und Ausblic

Mobilkommunikation

Deskriptive Terminologiearbeit, die die Begriffe der Mobilkommunikation im Deutschen und Serbischen untersucht. Kernstück der Arbeit ist ein Glossar, mit Benennungen aus den Grundlagen des Mobilfunkwesens.A descriptive terminology work analysing the terms of mobile communications in German and Serbian language. The main item of the work is a glossary containing the denotations concerning the basics of mobile radio

Netzwerkmanagement und Hochgeschwindigkeits- Kommunikation. Teil XVII

Der vorliegende Interne Bericht enthält die Beiträge zum Seminar "Netzwerk-Management und Hochgeschwindigkeits- Kommunikation, das im Wintersemester 1997/98 zum siebzehnten Mal stattgefunden hat. Die Themenauswahl kann grob in folgende Blöcke gegliedert werden: Ein Block beschäftigt sich mit drahtlosen Kommunikations- protokollen. Der erste Beitrag widmet sich drahtlosem ATM, während ein zweiter Beitrag Möglichkeiten der Satelliten- kommunikation vorstellt. Außerdem werden Sicherheitsaspekte im GSM diskutiert. Ein Beitrag stellt das Transis-System zur zuverlässigen, geordneten Gruppenkommunikation über IP vor. Ein dritter Block präsentiert Möglichkeiten der Unterstützung schneller Kommunikation. Hier werden etwa die sogenannten xDSL-Techniken vorgestellt. Außerdem wird der Firewire-Ansatz konventionellen Bussystemen in Rechnern gegenübergestellt. Schließlich widmen sich zwei Beiträge neuartigen Konzepten im Betriebssystem-Bereich, welche eine Kommunikationsunter- stützung versprechen. Ein Block mit dem Schwerpunkt auf neuen Netzkonzepten geht in zwei Beiträgen auf sogenannte Aktive Netzwerke ein. Außerdem wird das in den USA betriebene Internet2 vorgestellt. Ein letzter Block befaßt sich mit Fragen des Managements. Hier stehen die DISMAN- und die SNMPv3-Arbeitsgruppe im Vordergrund. Außerdem wird in einem Beitrag das Telecommunication Management Network (TMN) vorgestellt

Entwurfsbegleitende Leistungsanalyse für SDL-basiertes Design multimedialer Internet-Transportsysteme

Neben der funktionalen Korrektheit von komplexen Kommunikationssystemen spielt eine ausreichende Performance dieser Systeme eine immer wichtigere Rolle. Dabei ist es notwendig, Performance-Aspekte bereits in frühen Entwurfsphasen und nicht erst nach der Implementierung der Systeme zu berücksichtigen. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine Methodik zur entwurfsbegleitenden, modellgestützten Leistungsanalyse von Kommunikationsprotokollen, die mit Hilfe der Sprache SDL formal spezifiziert wurden. Die vorgestellte Methodik verwendet dazu Beschreibungsmechanismen, Verfahren und Werkzeuge, die bereits im Entwurfsprozeß dieser Systeme verwendet werden. Für die wichtigsten Implementierungsansätze von Kommunikationsprotokollen werden Performance-Bausteine vorgestellt und deren Verwendung erläutert. Die Tragfähigkeit der entwickelten Methodik wird durch eine große Fallstudie im Kontext von Reservierungsprotokollen zur Unterstützung von Multimedia-Anwendungen im Internet demonstriert. Dabei werden nicht nur die informellen Angaben der vorhandenen RFCs in formale SDL-Beschreibungen umgesetzt, sondern auch als existent vorausgesetzte Ressource-Management-Funktionen entwickelt und analysiert. Die vorliegende Arbeit schließt so die bisher bestehende Lücke im SDL-basierten Entwurfsprozeß verteilter reaktiver Systeme und ermöglicht die modellgestützte Betrachtung von Performance-Aspekten in den frühen Phasen des Entwurfsprozesses

Kopplung von PROFIBUS-Systemen über ATM

Die rechnergestützte Automatisierung von Produktionsprozessen hält zunehmend Einzug in Fabrikhallen. Dabei übernehmen untereinander vernetzte Komponenten Steuerungs- und Überwachungsaufgaben. Hõufig sind an das gesamte System, den Feldbus, Echtzeitanforderungen gestellt. Typischerweise ist die maximale Ausdehnung von Feldbussen auf wenige Hundert Meter beschränkt. Gerade in größeren Installationen führt dies zur Entstehung von Feldbus-Inseln, welches einen erhöhten Aufwand für Installation und Wartung nach sich zieht. Daraus leitet sich die Zielstellung der Arbeit ab, derartige Feldbusinseln unter Beibehaltung der Echtzeitfähigkeit des Datenaustauschs über ein Backbone-Netz zu verbinden. Unter der genannten Prämisse wurden zwei Modelle zur Kopplung von PROFIBUS-Segmenten über ATM entworfen. In beiden werden zur Verbindung Brücken eingesetzt, deren grundlegende Funktionalität mit der klassische Brücken vergleichbar ist. Auf der Basis des ersten Modells wird die transparente Zusammenschaltung mehrerer PROFIBUS-Segmente erreicht. Signifikantes Merkmal der Kopplungsvariante ist die systemweite Existenz nur eines Tokens. Mit diesem Ansatz wird in erster Linie eine Ausdehnungsverlängerung des PROFIBUS erreicht. Dem zweiten Modell liegt die Verbindung von unabhängig arbeitenden Segmenten mit jeweils einem Token zugrunde. Hauptcharakteristik hierbei ist die Lasttrennung durch die Filterfunktion der Brücken. Für beide Modelle werden Dienstqualitätsaspekte detailliert untersucht.In recent years, an increasing demand for automated support of production processes could be observed. A seperate group of communication systems - field-buses are especially designed as communication infrastructure. One of the most important characteristics of field buses is their ability to provide real-time data transfer of short data units. Typically such a field bus can only cover an area of a production hall, e.g. a maximum of several hundred meters. This leads especially in larger installations to field bus islands with no communication link between them However, interconnection an interworking of geographically distributed field-buses is desirable in order to ease configuration and diagnostics and the complete management task for such purposes. This work is dedicated to the development of two concepts in order to interconnect PROFIBUS segments through an ATM network using bridges as interworking units. The first concept concerns about PROFIBUS to cover longer distances by interconnecting physically distributed segments which share a single token. The second concept is intended to interconnect multiple independently operating PROFIBUSes, each circulating its own token. The main aspects of this approach are load sharing and enabling a centralized management

Leistungsbewertung und Optimierung eines neuen Transportprotokolls

Das Stream Control Transmission Protocol (SCTP) wurde als Basis f¨ur den effizienten Transport von Signalisierungsnachrichten aus dem Zentralen Zeichengabesystem No.7 (SS7) über IP-basierte Netze entwickelt. SCTP ist ein generisches Vielzweck-Transportprotokoll, welches verbindungsorientiert operiert und eine zuverlässige, nachrichtenorientierte Datenübertragung bietet. So unterstützt es mehrere unabh¨angige Nachrichtenströme in einer Verbindung sowie flexible Zustellmechanismen. Im Gegensatz zu TCP unterst¨utzt SCTP mehrere Netzadressen pro Verbindung (Multihoming), und aus diesem Grund sind SCTP-Endpunkte ¨uber mehrere – möglicherweise redundante – Netzwerkpfade erreichbar. In der vorliegenden Dissertation wurde das Verhalten und die Leistungsfähigkeit des SCTP in verschiedenen Szenarien untersucht. Geeignete Werkzeuge wurden zu diesem Zweck entwickelt: in einer Testbett-Umgebung wurde eine Unixbasierte Protokollimplementation namens sctplib dazu benutzt, die Fairness von SCTP im Zusammenspiel mit TCP sowie die Eignung des SCTP f¨ur den SS7-basierten Signalisierungstransport zu untersuchen. Ein ereignisorientiertes Simulationsmodell des SCTP-Datenpfades und einiger Elemente des Kontrollpfades wurde erstellt und mit Hilfe der Ergebnisse aus den Untersuchungen im Testbett validiert. Mit einer Erweiterung dieses Modells wurden Lastverteilungsalgorithmen untersucht. Lastverteilung ist aus der Perspektive eines Netzbetreibers wünschenswert, um eine gleichm¨aßige Verteilung der Verkehrslast zu erreichen, und Spitzenlasten im Netz abzufangen. Ihre effiziente Unterstützung erfordert jedoch betr¨achtliche Protokollmodifikationen beim SCTP. Neben einer Bewertung der in der Literatur beschriebenen Lastverteilungsalgorithmen wurden eigene Modifikationen dieser Algorithmen vorgeschlagen und gleichfalls bewertet. Dabei konnte gezeigt werden, dass die beschriebenen Modifikationen zu einer Optimierung der existierenden Lastverteilungsalgorithmen führen, sowohl im Hinblick auf den Gesamtdurchsatz als auch auf die zu erwartende Nachrichtenverzögerung

Netzwerkmanagement und Hochleistungskommunikation. Teil XXIV. Seminar SS 2001

This Technical Report includes student papers produced within a seminar of "Network Management and High Performance Communications". For the 24nd time this seminar has attracted a large number of diligent students, proving the broad interest in topics of network management and high performance ommunications. The topics of this report may be coarsely divided into two blocks: One block is devoted to high speed and high performance technology. At first, the concept of modern High Speed Switches and Routers with quality-of-service support is described. Subsequently, Efficient Methods and Algorithms for Routing Table Lookups as well as Classification of IP Packets and multiprotocol Label Switching (MPLS) are presented. A second block deals with various topics such as wireless communications, network management and security. The first article shows advantages of the Policy-based Networks to manage todays networks. Furthermore, Security Extensions of DNS for secure use of the domain name service are examined and presented. The next article describes how to use mobility profiles in mobile ad-hoc networks. Methods for watermarking of multimedia data are discussed in a subsequent article. Moreover, Technical Challenges and Solutions for IP-telephony are also presented, whereby the Stream Control Transmission Protocol is described separately as an approach to achieve a better transport of signaling messages over the Internet. The last article deals with group communication and shows New Approaches for Multicast Routing as well as an overview of some Multicast transport protocols