Bandwidth Trading. Patrick Hämmerle Daniel Dönni Daniel Rickert

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1 Bandwidth Trading Patrick Hämmerle Daniel Dönni Daniel Rickert

2 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 2

3 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 3

4 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 4

5 Ausgangslage (anfang 90er) Peerings zwischen ISP's sind mehr oder weniger statisch SLA's werden von Fall zu Fall separat ausgehandelt Vom Start der Verhandlungen bis zum physikalischen aufsetzen von Verbindungen vergehen Monate bis Wochen Langwieriger, aufwändiger teurer Prozess Eher langfristige Verträge Keine effiziente Verteilung der Ressourcen Einleitung Folie 5

6 Idee des Bandwidth Trading Prozess standardisieren und somit Kosten senken Kürzere Setup-Zeiten erreichen Kurzfristige Verträge mit kurzen Laufzeiten ermöglichen Je mehr die Kunden genau das kaufen können was sie brauchen, desto weniger kauft er ohne es zu nuzten Effizientere Verteilung der Ressourcen Einleitung Folie 6

7 Metapher Parkplätze A braucht von Mo bis Fr jeweils von 8h bis 18h einen Parkplatz in der City von Zürich Soll er einen Parkplatz dauermieten? (Zustand ohne Bandwidth Trading) Wie wäre es mit einer Internet-Platform, die Parkplatz-Sharing ermöglicht? Parkhäuser Einleitung Folie 7

8 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 8

9 Besonderheiten von Bandbreite Anbieter betreibt Infrastruktur, die dazu geeignet ist Daten von einem Ort zum anderen zu Transportieren Diese Eigenschaft ist im Wesentlichen das was Bandbreite genannt werden kann (ohne näher auf Messung von Menge und Qualität einzugehen) Problem: Diese Eigenschaft ist nicht von der Zeit ablösbar Bandbreite wird stetig produziert von der Infrastruktur und verfällt sogleich wieder, ob sie nun genutzt wurde oder nicht Komplexes Gut, gedanklich schwer nachvollziehbar Bandbreite als Gut Folie 9

10 Bandbreite aus Sicht des Käufers Transport von Daten von A nach B In einem definierten Zeitraum In einer definierten Menge In einer definierten Qualität Zu einem definiertem Preis Über welche geografischen Orte oder welche Art von Leitungen (Kupfer, Glasfaser) die Daten transportiert werden interessiert den Käufer nicht Bandbreite als Gut Folie 10

11 Bandbreite aus Sicht des Anbieters Transport von Daten von A nach B In einem definierten Zeitraum In einer definierten Menge In einer definierten Qualität Zu einem definiertem Preis Suche eines geeigneten Pfades durch das eigene Netzwerk Reservation der Ressourcen für die Verbindung Allenfalls Zukauf von Bandbreite bei Dritten Bandbreite als Gut Folie 11

12 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 12

13 Minutes Trading (Band-X / Arbinet) [1/2] Band-X und Arbinet betätigten sich als Broker von Netzwerkkapazität im PSTN Käufer teilen Band-X mit welche Kapazitäten sie brauchen Band-X führt mit allen möglichen Anbietern eine Rückwärtsauktion durch Nach Abschluss der Transaktion kann der Käufer die Telefonate seiner Kunden zu Band-X routet, von wo aus, die Telefonate ins Netz des Anbieters geroutet werden Arbinet hat sogar Transaktionen auf Call-by-Call basis ermöglicht Geschichtlicher Hintergrund Folie 13

14 Minutes Trading (Band-X / Arbinet) [2/2] Vorteile liegen auf der Hand Jeder Käufer / Verkäufer braucht ein Peering zum Broker (und nicht zu jedem Vertragspartner) Setup eines Vertrags kostet weniger Geld, Zeit und Nerven Durch konsequenten Auschluss unseriöser Teilnehmer können Fehlkosten gemieden werden Verträge können kurzfristiger und mit kürzerer Laufzeit abgeschlossen werden (Laufzeiten unter einem Monat wurden möglich) Vorwiegend B2B-Markt Geschichtlicher Hintergrund Folie 14

15 Paired City Modell (LighTrade) LighTrade begann mit 2 Pooling-Points in Seattle und Washington D.C. ISP sollen Leitungen zu den Pooling Points legen und können dann Kapazitäten von Leitungen zwischen den Städten mieten Geschichtlicher Hintergrund Folie 15

16 Und IP-Netze? [1/2] Oil has barrels, gold has ounces, but no one is sure how data-flow quality and quantity are going to be measured, and by whom. Anthony Craig, CEO Arbinet Geschichtlicher Hintergrund Folie 16

17 Und IP-Netze? [2/2] Nach Enron als treibende Kraft stiegen immer mehr Unternehmen in den Markt ein Enron versuchte den Standardisierungsprozess voran zu treiben : Freier Fall der Preise (Platzen der Dot-Com-Bubble ) Konkurs von Enron Allgemein schlechte Wirtschaftslage Alle, die nicht durch das Platzen der Dot-Com- Bubble fielen, stiegen aus jeglichen Risikogeschäften aus um sich zu erholen Bandwidth Trading war tot Geschichtlicher Hintergrund Folie 17

18 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 18

19 Klassifikation von Applikationen Throughput (Bitrate) Elastisch vs. Real-Time (Latenz) Toleranz bei Paketverlust (Packet loss) Toleranz bei veränderung der Latenz (Jitter) VoIP Bitrate ist mit 40 bis 100 kbit/s eher tief Real-Time (zu hohe Latenzen können zu massiven Verständigungsproblemen führen) Tolerant gegenüber Packet loss Intolerant gegenüber Jitter Quality of Service in IP-Netzen Folie 19

20 Wer misst QoS? Wenn man von neutralen Pooling Points (Paired City Modell) ausgeht kann der Betreiber der Pooling Points das Einhalten der Vertragsbedingungen überprüfen und Konsequenzen durchsetzen Wer aber prüft die letzte Meile? (IPTV) Quality of Service in IP-Netzen Folie 20

21 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 21

22 Technologische Grundlagen Einführung Anforderungen Technologie: GMPLS Technologische Grundlagen Folie 22

23 Einführung (1) verbindungsorientierte Datenübertragung Signalisierung eines Pfades zum Empfänger vor Senden der Daten genutzt in Telefonie verbindungslose Datenübertragung Daten können spontan an Empfänger gesendet werden, ohne zuerst eine direkte Verbindung zu diesem signalisieren zu müssen genutzt für Datenpakete im Internet Technologische Grundlagen Folie 23

24 Einführung (2) Transport-Netzwerke Basis für IP-basierte Netzwerke & TDM-Infrastrukturen höchst-strukturierte Gebilde Organisationen, die sich auf Teilbereiche spezialisieren, z.b. ISP: Layer 3 erfordert Kooperation zwischen Organisationen ermöglicht Wettbewerb heute: Optical Networks (Synchronous TDM auf WDM- Infrastruktur) Technologische Grundlagen Folie 24

25 Technologische Grundlagen Einführung Anforderungen Technologie: GMPLS Technologische Grundlagen Folie 25

26 Anforderungen Anforderungen verbesserte Bandbreitenausnutzung vereinfachter Netzwerkbetrieb & Automatisierung schnellere Bereitstellung von Diensten schnellerer Vertragsabschluss geringere Transaktionskosten minimiertes finanzielles Risiko für Bandbreiten-Händler neue Geschäftsmöglichkeiten Technologische Grundlagen Folie 26

27 Technologische Grundlagen Einführung Anforderungen Technologie: GMPLS Technologische Grundlagen Folie 27

28 Technologie GMPLS: Generalized Multi Protocol Label Switching von IETF entwickelter Standard basiert auf MPLS-Standard Technologische Grundlagen Folie 28

29 Technologie: MPLS (1) MPLS erlaubt verbindungsorientierte Datenübertragung in verbindungslosem Netz Einsatzgebiet: v.a. grosse Transportnetze von ISPs Ziele entlasten von überlasteten Routing-Systemen bessere Ausnutzung von verfügbarer Bandbreite vereinfachen des Netzwerkbetriebs (Automatisierung) ermöglichen von neuen Diensten Technologische Grundlagen Folie 29

30 Technologie: MPLS (2) Grundidee von MPLS Paket in verbindungslosen Layer 3-Protokollen wie IP Routingentscheidung in jedem Router, basierend auf Layer 3-Header Einteilung des Pakets in FEC Bestimmung des nächsten Hop ( hop-by-hop ) Paket in MPLS-basiertem Netzwerk kein hop-by-hop keine Routingentscheidung in jedem einzelnen Router Paket vom Ingress-Router auf vorsignalisiertem Pfad zum Egress-Router, von dort hop-by-hop-weiterleitung Technologische Grundlagen Folie 30

31 Technologie: MPLS (3) Funktionsweise von MPLS (1) FEC-Entscheidung für Paket am Ingress-Router Ingress-Router versieht Paket mit Label (entspricht FEC) Label bestimmt Priorität des Pakets bestimmt Label Switched Path (LSP) für Weiterleitung nachfolgende Routingentscheidungen anhand Label Index einer Tabelle gibt nächsten Hop an nicht mehr jeder Router muss Layer 3-Header analysieren Technologische Grundlagen Folie 31

32 Technologie: MPLS (4) Funktionsweise von MPLS (2) Label Switched Path (LSP): implizit durch Label vom Ingress-Router gegebener Pfad durch das MPLS-Netz transparent für IP-Routing LSP-Anfangsknoten: Ingress-Router am Eingangspunkt ins MPLS-Netz LSP-Endknoten: Egress-Router am Ausgangspunkt aus dem MPLS-Netz Technologische Grundlagen Folie 32

33 Technologie: MPLS (5) Funktionsweise von MPLS (3) Label Switched Router (LSR): Router, der innerhalb eines MPLS-Netzes nur das Label liest und anhand dieser Information das Paket weiterleitet erkennt Paket- und Zellgrenzen analysiert Paket- und Zell-Header Packet Switch Capable (PSC) Layer 2 Switch Capable (L2SC) Technologische Grundlagen Folie 33

34 Technologie: GMPLS (1) GMPLS nutzt das MPLS-Verfahren in optischen Netzwerken weiterleitbare Einheit in elektrischen Netzwerken: Paket oder Frame in optischen Netzwerken: Time Slots, Frequenzen, Fibers Problem: optischer Router kann keine Pakete erkennen, da er kein PSC oder L2SC ist erweitert die Label-Switching-Idee von MPLS auf Router, die weder PSC noch L2SC sind Label ist implizit durch den Time Slot oder die Übertragungsfrequenz gegeben erweitert den MPLS-Standard um Traffic Engineering zur Optimierung des Routings innerhalb eines Netzes Technologische Grundlagen Folie 34

35 Technologie: GMPLS (2) Control Plane-Technologie Technologische Grundlagen Folie 35

36 Technologie: GMPLS (3) User Network Interface Einsatz GMPLS-Technologie in Core Network User müssen Pakete über dieses Netz zu bestimmten Endpunkten transportieren können Peer Model User werden direkt ins Core Network integriert User können selbst LSP schalten Overlay Model User können über User Network Interface Pfad bei Ingress- Router beantragen Technologische Grundlagen Folie 36

37 Technologie: Zusammenfassung Zusammenfassung MPLS beschleunigt den Routingvorgang MPLS erhöht die Kontrolle über die Wegewahl von Paketen Traffic Engineering ermöglicht verlässliches QoS Traffic Engineering kann das Netz besser ausnutzen GMPLS nutzt das MPLS-Verfahren auf optischen Netzen GMPLS kann End-to-End-Bandbreite reservieren Einbeziehung von Kunden mittels User Network Interface Technologische Grundlagen Folie 37

38 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 38

39 Business Models Ausgangslage Schwierigkeiten Carriers' Carrier Market Business Exchange Point Business Models Folie 39

40 Ausgangslage Unflexible Ressourcennutzung Langfristige Verträge Fest vorgegebene Kapazitäten Ineffiziente Ressourcennutzung: Folge: Ziel: Auslastungsgrad: < 1% Den Kundenbedürfnissen wird nicht Rechnung getragen BM, die den Kundenbedürfnissen entsprechen Business Models Folie 40

41 Business Models Ausgangslage Schwierigkeiten Carriers' Carrier Market Business Exchange Point Business Models Folie 41

42 Schwierigkeiten (1) Angebot und Nachfrage schwierig zu bestimmen Keine historischen Daten verfügbar Künftige Nachfrage? Starke Schwankungen Wer braucht Bandbreite? Wann? Wieviel? Politische Durchsetzbarkeit Kooperation Standards Business Models Folie 42

43 Schwierigkeiten (2) Physikalische Einschränkungen Neue Leitungen entstehen nicht von selbst Bestehende Leitungen zt. nicht anders nutzbar Technische Machbarkeit Hard- und Software Natürliche Einschränkungen Tageszeitliche Schwankungen Business Models Folie 43

44 Business Models Ausgangslage Schwierigkeiten Carriers' Carrier Market Business Exchange Point Business Models Folie 44

45 Carriers' Carrier Market Business (1) Verkauf/Vermietung freier Kapazitäten zwischen Providern Leitungen Teile von Leitungen (Dark Fiber) Bandbreite Konkrete Beispiele Telefongespräche Datensicherung Multimediadaten Business Models Folie 45

46 Carriers' Carrier Market Business (2) Vorteile Keine neuen Leitungen verlegen Schnellere Instandstellung Kapazität wird besser ausgenutzt Geringeres Investitionsrisiko Nachteile Abhängigkeit Sicherheit Voraussetzungen Standardisierte Verträge Auffindbarkeit von Anbietern Business Models Folie 46

47 Business Models Ausgangslage Schwierigkeiten Carriers' Carrier Market Business Exchange Point Business Models Folie 47

48 Exchange Point Funktion Tritt als Vermittler auf Handelsplatz für Bandbreite Vorteile Anbieter und Nachfrager finden sich Übernimmt Vertragsdetails Fördert Transparenz Business Models Folie 48

49 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 49

50 Zusammenfassung Folieninhalt Folie 50

51 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 51

52 Fragen Folie 52

53 Coffee Break Folie 53

54 Inhaltsverzeichnis 1. Begrüssung 2. Einleitung 3. Bandbreite als Gut 4. Geschichtlicher Hintergrund 5. Quality of Service in IP-Netzen 6. Technologische Grundlagen 7. Business Models 8. Zusammenfassung 9. Fragen 10. Diskussion Folie 54

55 Diskussion (1) Statement / Frage 1 Folie 55

56 Diskussion (2) Statement / Frage 2 Folie 56

57 Diskussion (3) Statement / Frage 3 Folie 57

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