Zuverlässigkeit Software-basierter Netze

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Kellerer, seit 5/2023
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446567116

• Erstellungsjahr: 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Der Begriff „Softwarisierung“ bezieht sich auf die Einführung softwarebasierter Implementierungen anstelle dedizierter Hardware, was eine erhöhte Flexibilität und eine vereinfachte Wartung bietet. Software-definierte Netze (SDNs) und Network Function Virtualization (NFV) sind Beispiele für dieses Konzept. Unter „Dependability“ versteht man die Fähigkeit eines Systems oder Netzes, zuverlässige Dienste bereitzustellen, die Erwartungen der Benutzer auch bei Störungen oder Ausfällen zu erfüllen. Dependability ist von entscheidender Bedeutung, da sie die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit von Netzdiensten gewährleistet, Vertrauen schafft und gleichzeitig die Auswirkungen potenzieller Ausfälle minimiert. Die Analyse der Zuverlässigkeit und Bereitstellung von Sicherheit im Netz ist entscheidend für den Netzbetrieb. Die Popularität von Open-Source-Projekten nimmt stark zu und viele Unternehmen nutzen Open-Source-Lösungen. Die Software kann entsprechend der Projektziele und Anforderungen genutzt, geändert und erweitert werden. Viele Großprojekte wie Open Network Automation Platform (ONAP) und OpenDaylight (ODL) sind das Ergebnis der Zusammenarbeit verschiedener Unternehmen mit jeweils eigenen Entwicklungsstrategien. Issue-Tracking-Systeme werden bei vielen Open-Source-Projekten eingesetzt, zur Erleichterung der Zusammenarbeit. Diese Systeme ermöglichen eine öffentliche Fehlerberichterstattung und vereinfachen die Überwachung von Fehlererkennungs- und -behebungsprozessen, wodurch die Zusammenarbeit verbessert wird. Diese öffentlich zugänglichen Fehlerberichte sind eine wertvolle Informationsquelle, um Informationen über die historischen Fehlerdaten zu sammeln. Das Ziel dieses Projekts besteht darin, eine Analyse der Bedrohungen für die Dependability von Software-basierten Netzen bereitzustellen, neue Metriken für bessere Messungen vorzuschlagen und Tools zu entwickeln, um einen ordnungsgemäßen Betrieb eines Netzes sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird ein Vorhersagekonzept zur Bewertung der Dependability Software-basierter Netze entwickelt. Anhand der historischen Daten von Fehlerberichten und Projektänderungen befasst sich die Forschung mit einer umfassenden Überprüfung früherer Fehler und Softwareversionen. Durch die sorgfältige Analyse dieser Informationen sollte eine robuste Methodik entwickelt werden, mit der sich die Menge ungelöster Fehler in kommenden Softwareversionen abschätzen lässt. Dieser Ansatz verbessert nicht nur das Verständnis der Netzzuverlässigkeit, sondern erleichtert auch proaktive Maßnahmen zur Behebung potenzieller Probleme und fördert so eine stabilere und zuverlässigere Netzinfrastruktur. Um aktuellen Entwicklungen Rechnung zu tragen, wurde der Aspekt Dependability von softwarisierten Netzen breiter betrachtet und die Dependability Analyse der Entwicklung von Open Source Software um die Analyse der Abhängigkeit von einzelnen Herstellern (Netzsouveränität) und die Analyse von Netzsicherheit erweitert.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Multi-layer optimization for QKD and key management networks. Journal of Optical Communications and Networking, 15(11), 938.
  Wenning, Mario; Samonaki, Maria; Patri, Sai Kireet; Fehenberger, Tobias & Mas-Machuca, Carmen
  
• Feature Distribution Shift Mitigation with Contrastive Pretraining for Intrusion Detection. 2024 IEEE International Conference on Machine Learning for Communication and Networking (ICMLCN), 177-182. IEEE.
  Wang, Weixing; Yang, Haojin; Meinel, Christoph; Özkan, Hasan Yagiz; Serna, Cristian Bermudez & Mas-Machuca, Carmen
  
• How to build a sovereign network? A proposal to measure network sovereignty. IEEE Communications Magazine, 2024
  Janardhanan, S., Ritanshi, A., Kellerer, W. & Mas-Machuca, C.
  
• Quantum Key Management System with Dynamic Routing for Meshed QKD Networks. Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2024, M3Z.7. Optica Publishing Group.
  Wenning, Mario; Berl, Jonas; Fehenberger, Tobias; Mullan, Ciarán; Grießer, Helmut; Rydlichowski, Piotr; Schmalen, Laurent & Mas-Machuca, Carmen
  
• “Planning Strategy Towards Secure Optical Core Networks” Optica Advanced Photonics Congress. (Presentation)
  Mas-Machuca, C.
  
• Bug Analysis Towards Bug Resolution Time Prediction
  Özkan, H. Y., Heegaard, P. E., Kellerer, W. & Mas-Machuca, C.
  
• Network Sovereignty: A Novel Metric and Its Application on Network Design. IEEE Transactions on Reliability, 74(2), 2927-2941.
  Janardhanan, Shakthivelu; Samonaki, Maria; Heegaard, Poul Einar; Kellerer, Wolfgang & Mas-Machuca, Carmen
  
• Predicting Software Reliability in Softwarized Networks
  Özkan, H. Y., Kaufmann M., Kellerer, W. & Mas-Machuca, C.