Fast 100 Petabyte Traffic in einem Monat

Aktuell besteht das ESnet in seiner fünften Version. Es verbindet über 40 DOE-Labore und -Forschungseinrichtungen sowie über 140 weitere Forschungs- und kommerzielle Netzwerke. Beim Aufbau des ESnet5 kooperierte die DOE mit dem Betreiber des zweiten großen US-amerikanischen Forschungsnetzes Internet2, über das vor allem Bildungseinrichtungen und Universitäten vernetzt sind. Die einzelnen Einrichtungen sowie andere Netze sind über Links mit einer Bandbreite von 100 GBit/s angebunden. Das Kernnetz erlaubt bis zu 8,8 Terabit pro Sekunde. Das gesamte Netzwerk überbrückt eine Distanz von fast 4.000 Meilen, also nahezu 6.500 Kilometer.

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Europas Forschungsnetze - insbesondere der LHC am Europäischen Kernforschungszentrum Cern - sind über vier Verbindungen ans ESnet angeschlossen: mit einer Glasfaserverbindung mit 40 GBit/s und seit 2014 über weitere drei Glasfaserstrecken mit je 100 GBit/s Bandbreite.

Der Datenverkehr im ESnet wächst beständig an - seit 1990 um den Faktor 10 alle 47 Monate. Im Dezember 2019 umfasste der gesamte Traffic rund 96 Petabyte. Zum Vergleich: Zehn Jahre zuvor, im Dezember 2009, wurden lediglich etwas mehr als 3,5 Petabyte über das Netz übertragen.

Neben dem eigentlichen Netz, über das die Institute untereinander verbunden sind, werden drei Testnetze als Teil des ESnet betrieben: ein 100-G-Testnetz, das per Software Defined Networking (SDN) gemanagt wird, ein Darkfiber-Testbed, in dem neuartige Glasfasertechnologien erprobt werden können, sowie ein Test Circuit Service für Erforschung, Entwicklung und Test von Netzwerkdiensten und Komponenten.

Ein Netz im Netz

Trotz hoher Performance und bester Anbindung reicht das normale ESnet für einige Anwendungen nicht aus. Vor allem das Routing-Equipment und Firewalls beeinträchtigen ultraschnelle Übertragungen genauso wie alltäglicher Netzwerkverkehr.

Aus dieser Erkenntnis heraus entstand die Idee, eine spezielle ''demilitarisierte Zone'' (kurz: DMZ) für wissenschaftliche Anwendungen zu etablieren. So entstand das Science DMZ innerhalb des ESnet. Es zeichnet sich durch geringe Komplexität und hohe Skalierbarkeit aus, was unter anderem dadurch erreicht wird, dass das Netz direkt an die Border-Router angeschlossen ist.

Dadurch bleibt die Zahl der zu konfigurierenden Geräte im Netz gering. Außerdem kann das Netz so bei Perfomance-Einbrüchen und Fehlern schneller analysiert werden. Die Zugangssteuerung erfolgt über Zugriffssteuerungslisten (ACL) statt über Firewalls, die laut ESnet häufig der Flaschenhals eines Netzes sind.

Ein Problem im Science DMZ sind, wie schon in den Anfängen des Internets, Paketverluste bei der Übertragung. Um diese zu vermeiden, wird die Übertragungsgüte im Science DMZ kontinuierlich überwacht und optimiert.

Nächste Generation soll bis zu 400 GBit/s bringen

Trotz der hohen Leistungsfähigkeit des Forschungsnetzes erwarten die Betreiber des ESnet stark ansteigende Datenmengen und damit erneut Engpässe im Netz. Um dies zu vermeiden, hat bereits die Entwicklung der nächsten Generation des Forschungsnetzes begonnen.

Das neue ESnet6 soll dann Anbindungen von 100 bis 400 GBit/s ermöglichen und auch das Kernnetz so umbauen, dass bis zum Achtfachen der aktuellen Kapazität möglich wird. Zudem soll das Netz künftig rund um die Uhr beobachtet und optimiert werden. Im Dezember 2019 wurden die Ausbaupläne technisch abgesegnet. Die Implementierung soll nun beginnen.

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 ESnet: Schnelles Netz für die Wissenschaft
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Prypjat 10. Feb 2020

Vor ein paar Jahren hatten wir auch schon diese gute Anbindung, aber die Verwaltung war...

Eheran 07. Feb 2020

Ich habe nicht ohne Grund den Text in den Klammern geschrieben: Wenn du meinst, dass der...


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