Modellierung der Performance von Software-definierten Netzwerken in Rechenzentren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Samuel Kounev
• Fachliche Zuordnung: Softwaretechnik und Programmiersprachen ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317105593

Techniken zur Modellierung der Performance von IT Systemen in modernen Rechenzentren bieten mächtige Werkzeuge zur Leistungsbewertung und Dienstgüte-Management. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Netzwerkinfrastruktur in modernen virtualisierten Rechenzentren. Netzwerkvirtualisierung wird derzeit als ein zentraler Ansatz angesehen, um die aktuellen Herausforderungen bei modernen Rechenzentrumsnetzwerken in den Griff zu bekommen. Allerdings gibt es derzeit keinen allgemeinen Ansatz zur Modellierung und Analyse der Performance von virtualisierten Netzwerken. Existierende Performancemodelle sind entweder zu grobgranular oder zu detailliert, oder sie sind zu spezialisiert um sie allgemein anwenden zu können. Das beantragte Projekt schlägt einen umfassenden Ansatz zur Modellierung und Analyse der Performance von virtualisierten Netzwerken vor, der auf einer generischen, durch ein Metamodell formalisierten Modellierungssprache basiert. Diese Modellierungssprache dient der Beschreibung der für die Performance relevanten Aspekte von Netzwerken in Rechenzentren. Das Metamodell dient als Basis, um Modellinstanzen mittels Modell-zu-Modell-Transformationen automatisch in unterschiedliche Vorhersagemodelle zu überführen. Das beantragte Projekt soll die folgenden Lücken schließen: Erstens wird ein Modellierungsansatz entwickelt, der dem Nutzer die flexible Auswahl zwischen verschiedenen Granularitätsstufen der Modellierung ermöglicht. Dies bedeutet, dass der Nutzer jederzeit selbst entscheiden kann, ob ein grobgranulares Vorhersagemodell mit kurzen Lösungszeiten oder ein detailliertes Vorhersagemodell mit hoher Genauigkeit erstellt wird. Zweitens wird unser Ansatz die gesamtheitliche Performanzmodellierung der Softwarearchitektur, der Rechnerinfrastruktur und des Netzwerks ermöglichen. Letztendlich wird unser Ansatz die direkte Modellierung von Software-Defined Networks (SDN), als ein repräsentativer Ansatz für Netzwerkvirtualisierung, unterstützen. Das vorgeschlagene Projekt wird flexible Vorhersagen der Performance von SDN-basierenden Netzen ermöglichen, bei denen der Benutzer zwischen unterschiedlichen Detail- und Genauigkeitsstufen wählen kann. Durch die enge Integration mit existierenden Modellierungstechniken zur Beschreibung der Rechnerinfrastruktur wird der vorgeschlagene Ansatz die Ende-zu-Ende-Modellierung kompletter Rechenzentren ermöglichen (Rechner, Netzwerk und Anwendungen). Darüber hinaus, werden wir die erste Modellierungssprache anbieten, die die Modellierung von SDN-basierten Netzwerken direkt unterstützt. SDNbasierte, virtuelle Netzwerke sind aufgrund ihrer dynamischen Strukturänderungen schwieriger zu modellieren und zu analysieren. Des Weiteren werden wir Verfahren entwickeln, die eine automatische Extraktion der vorgeschlagenen Netzwerkmodelle basierend auf Beobachtungswerten unterstützen, um die Anwendung der Modelle in realen Systemen zu vereinfachen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen