Future Internet Wege, Irrwege, Auswege

Transkript

1 VDE Kolloquium 2013 Future Internet Wege, Irrwege, Auswege 16. Okt Jörg Eberspächer TUM

2 Gliederung Erfolgsstory Internet Wird das Internet zur Infrastruktur der Infrastrukturen? Ist das heutige Internet zukunftssicher? Gibt es Lösungswege?

3 40 Jahre alt und wächst und wächst Internet Hosts (Rechner) 1000 Mio Mobilanschlüsse 5 Mrd 800 Mio 4 Mrd 600 Mio 3 Mrd 400 Mio 2 Mrd 200 Mio 1 Mrd 0 0 Quellen: Internet Systems Consortium und ITU, 2012

4 Verbreitung Die Musik des spielt Internet anderswo in Welt Internet Nutzer nach Weltregionen (in Millionen)

5 Internet als (fast) globale Informations- und Informationssuche / WWW Intranet, Virtuelle Unternehmen Bildung Ausbildung Handel Telekooperation Fernsehen Unterhaltung Soziale Netzwerke

6 @ Doch das ist nur der Anfang Die Treiber: Informationssuche / WWW Audio/Video Mobil und drahtlos Intranet, Virtuelle Unternehmen Bildung Ausbildung Position und Kontext Smartphones, Handel Tablets, Apps Nicht nur Menschen verknüpfen, sondern Dinge Telekooperation Quelle: SAP Fernsehen Unterhaltung Soziale Netzwerke

7 Internet der Dinge: Objekte kommunizieren miteinander Fahrzeuge Maschinen Kleidung Geräte Lebende Objekte Cyber World werden adressierbar und kommunikationsfähig Billionen von Netz-Teilnehmern unterschiedlicher Art Verknüpfung von physikalischer mit Cyber Welt: Cyber Physical Systems

8 Objekte kommunizieren miteinander: Beispiel Car-to-X Communication Verkehrssteuerung; Fahrerassistenz; selbstfahrende Autos

9 Kostenlose App für Echtzeit-Positionsanzeige der S-Bahn München Navi S-Bahn München Deutsche Bahn Der Positionsanzeiger der S-Bahn München stellt die aktuelle Position aller fahrenden S-Bahnen in München auf einer interaktiven Karte dar.

10 Die Folgen Exabytes pro Monat (Welt) Rasantes Wachstum der Teilnehmerzahlen, des transportierten Verkehrsvolumens und der Komplexität Schätzung: Cisco 2011

11 Konvergenz der Telekommunikationsnetze Zum All over IP Bisher: Verschiedene Netze mit völlig unterschiedlichen Technologien für verschiedene Anwendungen Dienste Künftig: All over IP Radio/TV Telefonnetze, ISDN (Festnetze) Mobilfunknetze Datennetze Internet (Technologie) IP = Internet-Protokoll

12 Internet als Infrastruktur der Infrastrukturen Internet (-Technologie) wird zum Rückgrat vieler Kritischer Infrastrukturen : Telekommunikationsnetze (Telefon, Daten) Rundfunk- und Fernsehverteilung Netze zur Steuerung der Energiesysteme (Smart Grid) Transport/Verkehr/Logistik (Auto, Bahn, Flugzeug, Schiff) Industrielle Entwicklung und Fertigung Informationsnetze im Gesundheitswesen (ehealth ) Netze für Bildung/Ausbildung (elearning)

13 Und dazu: Daten und Dienste in die Cloud Cloud Radio/TV Telekommunikation Smart Grid Steuerung Gesundheitsnetze Verkehrssysteme Andere Infrastrukturen Intelligente Netze Internet Transport-Infrastruktur Ressourcen-Optimierung durch gemeinsame Infrastrukturen Verlagerung von Daten und Diensten in die Cloud Nutzung von Synergien durch Verknüpfung von Anwendungen Abhängigkeiten Verwundbarkeit

14 Gliederung Erfolgsstory Internet Wird das Internet zur Infrastruktur der Infrastrukturen? JA! Ist das heutige Internet zukunftssicher? Gibt es Lösungswege?

15 Ist das heutige Internet zukunftssicher? Nein, denn dafür war es nicht gedacht! Lage heute: The Internet only just works (Mark Handley, University College, London)

16 Extrem hohe Teilnehmerzahlen ( Skalierung ) Hohe Geschwindigkeit (Gbit/s, Tbit/s) Qualitätsgarantien (bei Bedarf) Extrem hohe Ausfallsicherheit Globale nahtlose Mobilität Geringer Energieverbrauch Datensicherheit, Schutz der Privatsphäre Einfach zu betreiben Wirtschaftlichkeit Was soll ein Future Internet besser können als das heutige? Anpassungsfähigkeit (Anwendungen, Nutzerklassen, ) Fairness und Neutralität

17 Schwäche Architektur: Beispiel Wachstum der Einträge in den Routingtabellen Quelle: Einführung von IPv6 allein nicht ausreichend Router als Engpaß

18 Schwäche unzureichende Qualität im Internet Paketverluste in Prozent Quelle: Paketverluste und Warten sind im Standard-Internet praktisch unvermeidlich: BEST EFFORT

19 Schwäche Komplexität: der gewachsene Flickenteppich der Internetprotokolle Data Plane Control Plane Grafik: Rui Aguilar Das früher einfache Internet ist zum Moloch geworden, dessen Verhalten nicht mehr vorhersehbar ist.

20 Schwäche Ausfallsicherheit hier: Seekabel Infrastruktur (Glasfasern) Netzinfrastruktur trotz gewisser Robustheit gefährdet bei Ausfällen von Systemkomponenten und Leitungen

21 Gliederung Erfolgsstory Internet Wird das Internet zur Infrastruktur der Infrastrukturen? JA! Ist das heutige Internet zukunftssicher? NEIN! Gibt es Lösungswege? HOFFENTLICH! Ausblick

22 Wie kann ein Future Internet besser werden als das heutige? Extrem große Teilnehmerzahlen Mikroelektronik + Netzarchitektur Hohe Geschwindigkeit Breitbandnetze (Fiber + drahtlos) Qualitätsgarantien bei Bedarf Protokolle und Qualitätsklassen Hohe Ausfallsicherheit Autom. Rekonfiguration (Selbstheilung) Mobilität Nahtloses Mobilitätsmanagement Energieverbrauch energiebewußte Elektronik/Systeme Datensicherheit Security by Design, not by Patching Einfachheit Selbstorganisation Wirtschaftlichkeit Intelligente Netze, Standards Anpassungsfähigkeit Virtualisierung; Softw. Defined Networking Fairness und Transparenz Standards, Netzneutralität

23 Das Nadelöhr: Schneller Netzzugang Grafik aus VDE Dialog Okt. 2013

24 Wir brauchen die Glasfaser ins Haus! Kupfer hat mittelfristig ausgedient! Grafik aus VDE Dialog Okt. 2013

25 Bitratensteigerung im drahtlosen Zugang Grafik: G. Fettweis

26 Evolution oder Revolution: Ausweg oder Holzweg? Evolution?! Revolutionen Neues Internet-Protokoll IPv6 in Einführung. Reicht das? Programmierbare Netzknoten: Software Defined Networking

27 Future Internet Forschung in Deutschland: G-Lab Zusammenarbeit und Vernetzung mit USA, Korea, Japan u.a.

28 Virtualisierung von Ressourcen als Königsweg? V i e l e C l o u d s Radio/TV Telekommunikation Smart Grid Steuerung Gesundheitsnetze Verkehrssysteme IP Infrastruktur Andere Infrastrukturen Ziele: Flexibilität, Effizienz, Adaptivität Gemeinsame, effiziente Basistechnologien für Datenhaltung, Rechenkapazität, Kommunikationswege Virtuelle und sichere Separierung der Teilnetze

29 Intelligenz an den Netzrand! Alle Macht dem Nutzer? Netz Content Server / Provider Endsysteme immer leistungsfähiger Funktionen wandern aus dem Netz auf die Endsysteme Weg von der zentralen Verwaltung; Stimulierung von Innovation

30 Komplexitätsreduktion durch Selbstorganisation (halb-)automatische und dezentrale Methoden für Netzverwaltung Routing Rekonfiguration bei Ausfällen Gewährleistung von Qualität usw.

31 Security protection Internet needs Sicherheit: to go across all layers Jede Kette ist so stark wie ihr schwächstes Glied! At the office Customer visit On the road At home Customer layer Device layer Unique holistic protection across all layers Services layer Network layer Smart Phone Security Security as a Service (web, message, access) Web & Message Security Mobile Broadband Security Unified end-to-end security 31 Nokia Siemens Networks 2012

32 Die Zukunft des Internet Das Internet wird weiter enorm wachsen Das Internet wird zur Infrastruktur der Infrastrukturen Große Herausforderungen an die Technik Weltweit F&E-Aktivitäten im Gange Internet bewirkt Innovation, aber es braucht selbst welche!