Prof. Dr. Christian Scheideler

»Das Internet bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, um alle Arten von Diensten anzubieten. Damit diese Dienste eine große Anzahl an Benutzern verkraften können, ist es sehr wichtig, Architekturen zu verwenden, die hochgradig skalierbar und robust sind. Wir erforschen dafür die Grundlagen.«

Mittwoch, 02. März 2011 02.03.11 12:44 Alter: 7 Jahre

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Informatiker der Uni Paderborn erforschen Selbststabilisierung von Overlay-Netzwerken

Foto (Katharina Bätz): Macht Overlay-Netzwerke robuster: Prof. Dr. Christian Scheideler.

Paderborn. Professor Dr. Christian Scheideler vom Institut für Informatik der Universität Paderborn entwickelt selbststabilisierende Algorithmen für Overlay-Netzwerke. Im Rahmen eines DFG-Forschungsprojekts arbeitet er noch bis Ende Juli diesen Jahres gemeinsam mit den Diplominformatikern Sebastian Kniesburges und Andreas Koutsopoulos daran, Overlay-Netzwerke dazu zu bringen, sich in ihren ursprünglichen Zustand zu versetzen, um sie so robuster gegen eine stark wechselnde  Teilnehmermenge sowie feindliche Angriffe zu machen.

In der heutigen Zeit vernetzen sich die einzelnen Computer immer stärker miteinander. Es bilden sich Peer-to-Peer Systeme und Plattformen wie soziale Netzwerke heraus, die einen schnellen Daten- und Informationsaustausch ermöglichen. Damit der Datenaustausch mit einer hohen Effizienz passieren kann, bilden sich quer durch das Internet, gewissermaßen „über“ dem Internet, so genannte Overlay-Netzwerke.

Da Peer-to-Peer Systeme leicht verwundbar sind und sich fortwährend erneuern, weil die Verbindung von einzelnen Peers zum Internet nicht ständig gegeben ist, müssen verteilte selbststabilisierende Verfahren entwickelt werden, die ein Overlay-Netzwerk in die Lage versetzen, seine ursprüngliche Topologie aus jedem Zustand heraus wiederzuerlangen. „Idealerweise sollte das durch die Nutzung rein lokaler Interaktionen zwischen den einzelnen Knoten geschehen“, erklärt Christian Scheideler.

Geht man zum Beispiel davon aus, dass die einzelnen Peers mit eindeutigen Nummern versehen sind und die Verbindungen am Ende eine sortierte Liste bilden sollen, dann ist das dadurch möglich, dass jeder Peer nur Verbindungen zu den (ein bis zwei) Peers mit der nächsten Nummer zu seiner Nummer aufrecht erhält und die anderen Verbindungen an passendere Peers wegdelegiert. „So entsteht langsam die sortierte Liste“, sagt Scheideler. „In der Tat ist die sortierte Liste die einzige stabile Topologie für diese Regel“, ergänzt er.

Bislang haben der Professor und sein Team in mehreren Arbeiten herausgefunden, dass sich verschiedene Klassen von Netzwerken tatsächlich selbst reparieren können. Aktuell schreibt die Forschergruppe ein Verfahren nieder, das auf eine breite Klasse von Topologien anwendbar ist.

Um auch den Studierenden die Problematik von Overlay-Netzwerken deutlich zu machen, entwerfen studentische Hilfskräfte derzeit eine Plattform namens PALATIN, die es möglich macht, Overlay-Netzwerke in der Realität auszuprobieren. „Es ist super, dass ich mit der Plattform nun ein Werkzeug habe, das es mir erlaubt, die Ergebnisse auch in Vorlesungen zu behandeln“, freut sich Scheideler darüber, dass auch die Informatik-Studenten die Möglichkeit bekommen werden, die Projektarbeit nachzuvollziehen.
Kontakt: Patrizia Höfer, Institut für Informatik, 05251 60-3341, hoefer[at]upb.de