Projektbeteiligungen

Die BelWü-Koordination ist an mehreren Landesprojekten direkt beteiligt:

Informationen zu diesen Projekten finden sie im Anschluss. Informationen zu weiteren Projekten befinden sich auf der Seite des ALWR-BW.

bwCloud

Ausgangslage/Motivation

Zur Versorgung der Hochschulen mit hochverfügbaren IT-Services werden auch innerhalb der Hochschullandschaft bereits seit einigen Jahren in mehreren Projekten und in verschiedenen Ausrichtungen in den Einrichtungen im Land Virtualisierungstechniken eingesetzt. Teilweise war dies in der Vergangenheit die einzige Möglichkeit, den wachsenden und kurzfristigen Nachfragen nach Serverkapazitäten gerecht zu werden und auf diese Anforderungen flexibel reagieren zu können. So hat sich insbesondere die Servervirtualisierung inzwischen als fester Bestandteil moderner IT-Versorgung etabliert, entsprechende Kompetenzen sind mittlerweile auch an den universitären Rechenzentren vorhanden. Die Gründe, eine Virtualisierungsumgebung auf- und auszubauen, sind vielfältig und umfassen bei vielen Einrichtungen Aspekte wie

  • die Erzielung einer höheren Energieeffizienz durch eine bessere Auslastung der Hardware,
  • der Reduktion der Anzahl der physischen Systeme,
  • der Flexibilisierung des Betriebs oder
  • der Aufbau neuer Geschäfts- und Versorgungsmodelle ergänzend zu Serverhousing und -hosting.

Standortübergreifende Infrastrukturen bilden daher einen nächsten Schritt, um weitere IT-Dienste kooperativ bereitstellen zu können, und bieten auch eine Verbesserung hinsichtlich der Ausfallsicherheit kritischer Dienste, wenngleich zum Preis einer höheren Komplexität.

Ziele

Das Projekt hat das Ziel, ein umsetzbares und belastbares Konzept zur föderierten Virtualisierung von Servern und Diensten zu entwickeln, zu testen und eine prototypische Implementierung einer Cloud-Umgebung ("Hochschul-Cloud") zu erstellen und richtet sich an Nutzergruppen aus allen Bereichen von Universität, Hochschulen oder Forschungseinrichtungen. Das Projekt ist eingebettet in das bwDATA-Gesamtkonzept und erhält deshalb kontinuierlich Impulse aus anderen Aktivitäten im Land. Im Einzelnen sollen folgende Projektziele untersucht und prototypisch realisiert werden:

  • Identifizieren und Ausnutzen von Synergieeffekten im Betrieb durch Nutzung von standardisierten Hosting-Umgebungen und Standard-VMs für ein breites Spektrum von Anwendungen (das kann die effektive Nutzung von teuren Lizenzen für Hostingumgebungen und Software in VMs einschließen), Schaffung eines attraktiven Service, der einen schnellen Start von neuen Projekten (Rapid-Prototyping) erlaubt und Rechenzentren und Institute von sich ständig wiederholenden Standardaufgaben entlastet
  • Aufbau eines landesweiten Image-Repository und eines Self-Service-Portals
  • Entwicklung von Basis-Services für gemeinsame Higher-Level-Dienste (Redundanz, Fail-Over, Wartung)
  • Reduktion des physikalischen Footprints (Zahl der Maschinen, Kühlung, Hardwareadministration)
  • Erreichung einer besseren Trennung von Maschinensaal- und Service-Administration
  • Etablierung eines Netzkonzeptes unter Berücksichtigung von IPv6 zum Aufbau einer standort- und organisationsübergreifenden Netzinfrastruktur

Gemeinsam mit der Umsetzung der praktischen Ziele des Projektes werden Strategien für den Aufbau bzw. den Betrieb neuer Versorgungsmodelle (ergänzend zu Serverhousing und -hosting) und zu langfristigen Betriebs- und Kostenmodellen entwickelt, die als Grundlage für einen Landesdienst bwCloud dienen.

Weitere Informationen

Weitere Informationen finden Sie auf der Projekteseite oder auf den Seiten des ALWR-BW.

bwNet100G+

Forschung und Innovative Dienste für ein flexibles 100G-Netz in Baden-Württemberg

Als Landeshochschulnetz Baden-Württemberg zeichnet sich das BelWü durch besonders hohen Innovationscharakter und Integration neuester Technologie in den Regelbetrieb zu einem sehr frühen Zeitpunkt aus. Darüber hinaus sind durch die besonderen Anforderungen aus der Wissenschaft im nationalen und internationalen Kontext weit über übliche Verbindungsnetze z.B. bei verteilten Unternehmensstandorten hinausgehende Anforderungen zu realisieren. Dies trifft nicht nur auf besonders hohe Bandbreiten (derzeit findet ein Ausbau von 10 Gbit/s auf 100 Gbit/s statt), sondern auch auf spezielle Dienstleistungen zu um z.B. riesige verteilte Datenbestände (Large Scale Data Facility) oder sehr latenzkritische Dienste zu realisieren.

Die Verzehnfachung der physikalischen Datenrate (was mehreren tausend DSL Anschlüssen entspricht) wird aber nicht von alleine zu einem entsprechenden Anstieg der Quality of Experience der Dienstnutzer von BelWü führen. Hierzu ist es vielmehr erforderlich, das Gesamtsystem von Kommunikations- und Zugriffsprotokollen, Firewalls, Intrusion Detection Systemen, Endgeräten und zahlreicher weiterer Komponenten (z.B. Speicherkomponenten) für das 100G-Zeitalter weiterzuentwickeln. Nur so lassen sich die hohen Anforderungen hinsichtlich der von den Anwendungen bzw. Nutzern geforderten hohen Datenraten und geringen Latenzen erzielen. Diese sind essentiell für HPC und Cloud Computing sowie für viele weitere Anwendungen im Bereich Big Data. Weiter stellen die erforderliche Verfügbarkeit und Sicherheit der Diensterbringung gerade bei Netzen mit sehr hohen Datenraten im Bereich von 100G eine immense Herausforderung dar. BelWü stellt sich diesen Herausforderungen und benötigt hierfür geeignete technische Lösungen.

Projektziele

Die Ziele des Projektes bwNET100G+ sind daher:

  • Bereitstellung von Hochleistungszonen, in denen die Nutzung sehr hoher Bandbreiten möglich ist, sowie eine flexiblere Konfiguration/Rekonfiguration des Netzes, um auf die sich dynamisch ändernden Anforderungen von Benutzern und Applikationen zeitnah und adäquat reagieren zu können.
  • Bereitstellung einer verbesserten „Quality of Experience“ für datenintensive Anwendungen, die nachhaltig von einer höheren Datenrate profitieren können. Dabei dürfen aber wichtige Anwendungen wie beispielsweise Voice over IP, interaktiver Rechnerzugang und Remote-Visualisierung nicht benachteiligt werden. D.h. diesen Diensten ist nach wie vor eine adäquate Datenrate und insbesondere eine niedrige Latenz bereitzustellen. BelWü muss in Zukunft in der Lage sein, unterschiedlichste, wechselnde Verkehrsmixe jeweils bedarfsgerecht zu bedienen.
  • Entwicklung flexibler und effizienter Sicherheitslösungen, welche einerseits ein sinnvolles und für zunehmend sensitivere Daten notwendiges Sicherheitsniveau garantieren und andererseits mit den rasant wachsenden Bandbreiten mithalten können.

Um die hierzu erforderlichen Forschungsarbeiten praxisnah zu unterstützen und eine stärkere Integration von Forschung und Betrieb zu gewährleisten, wurde eine über verschiedene Standorte des Landes reichende Forschungsplattform etabliert. Dabei wird ein pragmatischer Ansatz verfolgt, der mit möglichst zielgerichteten Investitionen relevante Ergebnisse erzielen kann. Hierzu sind Forschungsarbeiten in den folgenden Bereichen geplant.

Methoden für den flexiblen und intelligenten Netzbetrieb

(Fachbereich Informatik: Kommunikationsnetze, Universität Tübingen)

Software Defined Networking (SDN) ist ein neues, vielversprechendes Konzept aus der Forschung, dessen Eignung zum flexiblen Betrieb im Umfeld von BelWü zu untersuchen ist. Für moderne Netze sind Kosteneffizienz, leichte Wartbarkeit und Konfigurierbarkeit wichtige Eigenschaften und Randbedingungen für deren Entwicklung und Betrieb. Die Nutzbarkeit von SDN im Kontext von BelWü soll im Rahmen des Projektes untersucht und geeignete Konzepte entworfen werden.

Ansprechpartner: Mark Schmidt

Datentransport in Hochleistungsnetzen

(Institut für Telematik, Karlsruher Institut für Technologie)

Die meisten Daten im Internet werden mit Hilfe des Protokolls TCP (Transmission Control Protocol) übertragen. Es ist aber bekannt, dass TCP bei großen Bandbreite-Verzögerungsprodukten, die in Netzen mit großen Bandbreiten oder Verzögerungen existieren, nicht effizient arbeiten und somit die vorhandene Bandbreite des Netzes nicht effizient nutzen kann. Die Übertragung von Verkehr über 100G fällt in diese Kategorie. Im Projekt sollen neue Möglichkeiten für den Datentransport in Höchstleistungsnetzen erarbeitet, evaluiert, verbessert und mit bestehenden Lösungen verglichen werden. Mögliche Lösungen sollen in Bezug auf ihre Anwendbarkeit im BelWü-Umfeld bewertet und verglichen werden so dass Anwendungen in BelWü hochleistungsfähigen Datentransport nutzen können.

Ansprechpartner: Mario Hock

Sicherheitskonzepte für Hochleistungsnetze

(Institut für Verteilte Systeme, Universität Ulm)

Gleiche Sicherheit bei deutlich höherer Geschwindigkeit zu erreichen ist eines der Kernziele des Projektes. Das Institut für Verteilte Systeme fokussiert sich dabei besonders darauf, wie Intrusion Detection Systeme auf die neuen Anforderungen angepasst werden können. Sicherheit in und durch flexible Netze – realisiert durch Software Defined Networking (SDN) – ist ein weiterer zentraler Forschungsbereich bei dem sich das Institut für Verteilte Systeme einbringt.

Ansprechpartner: Thomas Lukaseder

Weitere Informationen

Weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Projektseite

bwIPv6@Academia

Projektübersicht

Das Projekt bwIPv6@Academia begleitet die Einführung und Förderung des Internetprotokolls IPv6 an den Universitäten und Hochschulen in Baden-Württemberg.

IPv6 hält mittlerweile, über 20 Jahre nach seiner Standardisierung, Einzug in vielen Bereichen der IT. Für die Universitäten und andere Hochschulen ist es wichtig, diese Entwicklung aktiv zu begleiten und für die Zukunft gewappnet zu sein. Das Landesprojekt bwIPv6@Academia hat die Aufgabe, den Zustand der IPv6-Fähigkeit gemeinsam mit den teilnehmenden Einrichtungen zu analysieren, Probleme und Aufgaben zu identifizieren, sowie die Umsetzung zu begleiten.


Damit im Anschluss auch weitere Einrichtungen davon profitieren können, sollen die gewonnenen Erkenntnisse, sowie erarbeitete Materialien (z.B. Schulungsunterlagen oder Beispiele) veröffentlicht werden. Die aktuell veröffentlichten Material können unter docs.bwipv6.de gefunden werden.

Das Projekt wird vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK) in Baden-Württemberg gefördert.

Projektteilnehmer

  • Universität Freiburg
  • Universität Heidelberg
  • Universität Hohenheim
  • Universität Konstanz
  • Universität Mannheim
  • Universität Stuttgart
  • Universität Tübingen
  • Universität Ulm
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Hochschule Heilbronn
  • Hochschule für Technik Stuttgart
  • Duale Hochschule Baden-Württemberg (DHBW)
  • BelWü-Koordination

Aktueller Stand

Der aktuelle Stand der IPv6-Einführung kann unter status.bwipv6.de verfolgt werden.

Weitere Informationen

Weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Projektseite

bwNetFlow

Projektübersicht

Das Projekt bwNetFlow befasst sich mit der Verkehrsanalyse im BelWü Netzwerk. Das Projektziel ist die Realisierung einer Plattform zur Auswertung des Datenaufkommens in BelWü. Als Beispielanwendungen kommen nutzungsbezogene Abrechnungsmodelle der einzelnen Netzwerkteilnehmer (Universitäten, Hochschulen, etc.) in Frage, visuelle Auswertungsplattformen, sowie Anomalieerkennung.

Projektziele

  • Realisierung einer Schnittstelle zu den Core Routern im BelWü Netz zur Sammlung der Flows und Etablierung einer automatisierten Verarbeitungskette und Speicherung aggregierter Daten
  • Auswertung der Daten für alle BelWü-Teilnehmer
  • Umsetzung einer Schnittstelle für alle Teilnehmer für individuelle Auswertungsmöglichkeiten
  • Automatisierte Anomalieanalyse, etablieren eines Warnsystems bei stark abweichendem Verkehrsverhalten

Die Projektlaufzeit ist geplant vom 01.12.2017 bis 30.06.2020 (ehemals 30.11.2019).

Aktueller Stand

Der Aktuelle Stand zum 31.12.2018:

  • Abgreifen der Rohdaten an den Core Routern des BelWü Netzes mittels NetFlow
  • Abrechnungsmodul der DFN Peerings nach Kunde
  • Entwurf der bwNetFlow Architektur auf Basis von GoFlow und Apache Kafka
  • Auswertungen mit visueller Darstellung für Netzwerkteilnehmer (Universitäten) auf Basis von Apache Kafka, InfluxDB und Grafana

Die technischen Projektergebnisse werden im Laufe des Projekts auf Github veröffentlicht: github.com/bwNetFlow

Partner und Ansprechpersonen:

Universität Ulm, Institut für Organisation und Management von Informationssystemen:

Universität Ulm, Institut für Verteilte Systeme:

BelWü-Koordination

  • Daniel Nägele