Netzwerk für Musik mit Charakter

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1 Anwenderbericht Netzwerk für Musik mit Charakter Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau hat sich der angewandten Forschung für professionelle Audiotechnik und Unterhaltungselektronik verschrieben. Im Mai 2008 sollte das Institut in ein neues Gebäude umziehen die Gelegenheit, um für schnellere Arbeitsabläufe künftig ein 10-Gigabit- Ethernet-Netzwerk einzusetzen. Zudem sollte die Telefonie über Voice over IP, die mobile Kommunikation über das WLAN-Netz erfolgen. In nur zwei Monaten konnten die IT-Verantwortlichen das Projekt von der Testinstallation bis zur Inbetriebnahme des Netzwerks und der Telefonanlage vollständig umsetzen. Den ersten Härtetest bestand das neue 10-GE-Netzwerk erfolgreich: Problemlos bewältigte es den Datenverkehr zwischen dem Rechenzentrum und 100 parallel laufenden Rechnern zur Analyse von Musiksignalen. Mehr als 50 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie über 70 studentische Hilfskräfte und Diplomanden arbeiten an verschiedenen Projekten des 2004 gegründeten Instituts. So befasst sich das Gebiet der Akustik zum Beispiel mit der Entwicklung eines innovativen Raumklangsystems, welches im Gegensatz zu bisherigen Audiowiedergabeverfahren einen natürlichen und räumlichen Klangeindruck über nahezu den gesamten Wiedergaberaum erzielt. Außerdem arbeiten die Forscher an Verfahren zur akustischen Qualitätskontrolle, welche beispielsweise in Fertigungsprozessen zum Einsatz kommen können. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Arbeit an Metadaten-Technologien zur automatischen Erkennung und Charakterisierung von multimedialen Inhalten. Hierbei werden inhaltsbasierte Merkmale maschinell aus audiovisuellen Inhalten generiert um eine erfolgreiche und zuverlässige Recherche mit geeigneten Suchmaschinen sicherzustellen. Die Forschung an digitalen Medientechnologien erfordert ein stabiles Netzwerk, das große Dateimengen und einen hohen Datenverkehr bewältigen kann. Das alte Gigabit-Netzwerk des Fraunhofer IDMT wurde diesen Anforderungen kaum mehr gerecht. Es drohte in den nächsten zwei Jahren die Überlastung und somit auch eine eingeschränkte Verfügbarkeit. Die Forschung sollte aber auch in Zukunft ungebremst weitergehen können. Deshalb entschieden die IT- Verantwortlichen, das neue Institutsgebäude mit einem kompletten 10-Gigabit- Ethernet (10-GE) Netzwerk auszustatten, um den Datendurchsatz zu verbessern. Die nötigen Komponenten sowie die Beratung im Vorfeld kamen von HP ProCurve.

2 In zwei Monaten zum Ziel Die besondere Herausforderung für alle Beteiligten war der sehr straffe Zeitplan, in dem das neue System einsatzbereit sein sollte. Nur zwei Monate blieben für die Teststellung und letztendlich, um das eigentliche Netzwerk aufzubauen und zum Laufen zu bringen. Da der Umzug ins neue Gebäude nicht aufschiebbar war, hätte eine Verzögerung die Forschung unterbrochen und unnötige Kosten verursacht, erklärt Jürgen Koller, IT-Leiter des Fraunhofer IDMT, die enge Vorgabe. Insgesamt vier Mitarbeiter und fünf Studenten unterstützten Koller bei dem ehrgeizigen Projekt. Bei der Ausschreibung konnte HP ProCurve nicht nur mit dem besten Preis- Leistungsverhältnis gegenüber anderen Anbietern überzeugen. Besonders wichtig war Koller ein homogenes Netzwerk, das einen hauseigenen Betrieb und Service so leicht wie möglich macht. Gleichzeitig sollte es jederzeit erweiterbar sein. Der neue Switch 8212zl von HP ProCurve konnte diese Kriterien genau erfüllen. So bilden jetzt insgesamt 15 Switches 8212zl das gesamte Netzwerk vom Rand bis zum Kern. Zwei dienen als Core-Switches, zwei weitere bilden den Backup für den Netzwerkkern. Auf vier Etagen verteilt befinden sich jeweils zwei redundante 8212zl und garantieren so höchste Ausfallsicherheit. Mit zwei zusätzlichen Switches auf der Distributionsebene ist das homogene 10-GE- Netzwerk komplett. Einen Switch haben wir noch als Austauschgerät. Das ist das Praktische an einem Netzwerk aus gleichen Komponenten. Ist ein Modul oder ein Netzteil mal defekt, können wir das im Institut schnell selbst austauschen, sagt Koller. Dank der lebenslangen Garantie von ProCurve haben wir auch keine Zusatzkosten durch Ersatzteile. Der Forschung gewachsen Die Entwicklung der Datenmengen am Institut in den letzten Jahren hat es gezeigt: Der Datendurchsatz wächst mit der Forschung. Daher war die Zukunftsfähigkeit der Netzwerkkomponenten ein weiterer entscheidender Faktor für das Fraunhofer IDMT. Mit unserer ASIC-Plattform konnten wir dem Institut eine erweiterbare Technologie bieten, die auch künftigen Anforderungen gewachsen ist, erzählt Keshanthan Somasundaram, Account Manager bei HP ProCurve. Der programmierbare ProVision ASIC Netzwerkprozessor ist eine Eigenentwicklung von HP ProCurve. Er ermöglicht neben einer detaillierten Analyse der Datenpakete auch die Implementierung neuer Funktionen ohne teure Hardware-Upgrades. So kann das Institut sein Netzwerk ohne großen Aufwand für höhere Anforderungen erweitern. Die Anforderungen des Instituts waren klar und bestimmten auch die einzelnen Projekt-Schritte. Nach Auswahl der passenden Komponenten installierten Koller und sein Team zunächst eine Teststellung. Die tatsächliche Konfiguration war dann der nächste und entscheidende Schritt. Das war dann doch noch mal etwas anderes als der Testbetrieb. Wenn es mal knifflig wurde, stand uns aber der Ansprechpartner von HP ProCurve beratend zur Seite, erinnert sich Koller. Die gute Kommunikation mit dem Hersteller hat letztlich auch dazu beigetragen, dass die Inbetriebnahme des neuen Netzwerks ohne Startschwierigkeiten verlief. So konnte das IT-Team des Fraunhofer IDMT die knappe Zeitvorgabe einhalten, nach bereits zwei Monaten war das Projekt komplett abgeschlossen von der

3 Lieferung der Komponenten, über die Teststellung bis hin zur finalen Implementierung. Alles lief beim ersten Knopfdruck. Musikklassifizierung als Härtetest Das Geschäftsfeld Semantische Metadatensysteme des Fraunhofer IDMT befasst sich mit Methoden zur automatischen Erkennung und Charakterisierung von multimedialen Inhalten. Hierbei werden inhaltsbasierte Merkmale maschinell aus audiovisuellen Inhalten generiert, um eine zuverlässige Recherche mit geeigneten Suchmaschinen sicherzustellen. Ähnlich dem menschlichen Fingerabdruck lassen sich Audioaufnahmen so zuverlässig erkennen und beispielsweise einer bestimmten Musikrichtung zuordnen. Allerdings erfordert die Recherche nach multimedialen Daten neue Suchmethoden, da die relevanten Informationen im Gegensatz zu Textdokumenten nicht explizit vorliegen. Für die Erforschung dieser Methoden laufen im Institut schon mal 100 Rechner gleichzeitig, die eine riesige Datenmenge über das Netzwerk verarbeiten müssen. Nach dem Umzug ins neue Gebäude war dies gleich der erste Härtetest für das 10-GE-Netzwerk. Alles verlief reibungslos und die Forschung am Fraunhofer IDMT konnte ungebremst beziehungsweise jetzt noch schneller weitergehen. Sicheres VoIP im Ethernet Ein weiteres Ziel des Projekts: Alle Switches sollten den Security-Standard 802.1x unterstützen, sodass das Institut sicheres Voice over IP (VoIP) beziehungsweise Voice over WLAN (VoWLAN) betreiben kann. Mithilfe des Standards konfiguriert der Administrator die Nutzerrechte jedes Endgeräts, also auch der IP-Telefone, entsprechend den Sicherheitsvorgaben des Instituts. So zwingt er die Endgeräte, sich am Netzwerk zu authentifizieren. Ein Authentifizierungs-Server prüft dann die Anwenderdaten (User-Credendtials), die Uhrzeit, den Standort und das Endgerät auf Konformität mit den institutsspezifischen Zugriffsregeln. Erst dann ist eine Daten- und Sprachkommunikation via IP im Netzwerk möglich. Damit lässt sich die Gefahr eines Missbrauchs der Telefonie gleich am Zugang des Netzwerks abwehren. Die VoIP-Telefonanlage vom Typ HiPath 4000 V4 mit VoWLAN für die mobile Kommunikation installierte Siemens Enterprise Communications (SEN). Dank der PoE-Funktion aller eingesetzten Switches konnten die SEN-Mitarbeiter die Telefongeräte ohne zusätzliche Netzteile über das LAN an die Stromversorgung anbinden. Die Telefonie über das IP-Netzwerk zu nutzen, war eine praktische Entscheidung. So können wir beides mit den gleichen Tools verwalten, begründet Koller. Gleichzeitig ermöglicht die identitätsbasierte Authentifizierung den Studenten der Universität Erfurt einen Gastzugang in das Institutsnetzwerk. Schulungen waren sowohl für die Nutzer als auch für die IT-Verantwortlichen nicht nötig. Die Forscher können auch im neuen Netzwerk mit allen gewohnten Anwendungen arbeiten. Basierend auf offenen Standards und dank des homogenen Aufbaus lassen sich die neuen Komponenten zudem einfach verwalten. Die Forschung am Institut konnte nach dem Umzug ins neue Gebäude nahtlos weitergehen. Dank der guten Erfahrungen mit der 10-GE-Verbindung, ist auch für die Zweigstelle in Erfurt ein ähnliches Netzwerk geplant. Jürgen Koller zieht ein durchweg positives Fazit: Alles läuft zuverlässig und alle Anwender sind zufrieden für einen IT-Leiter immer ein gutes Zeichen. Unsere Erwartungen

4 wurden mit dem neuen Netzwerk vollständig erfüllt, aber vor allem die Einhaltung des knappen Zeitziels war für alle Beteiligten der größte Erfolg dieses Projekts. (Zeichen inklusive Leerzeichen: ca ) Kasten 1 Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT forscht und entwickelt auf den Gebieten der professionellen Audiotechnik und der Unterhaltungselektronik. Dazu gehören neben der Implementierung der IOSONO Wellenfeldsynthese in Audiowiedergabesysteme auch die Forschung an Metadaten-Technologien sowie die Entwicklung spezieller Audio-Applikationen und Anwendungen für die Medizintechnik. Darüber hinaus erarbeiten die Forscher Konzepte und Geschäftsmodelle zum Vertrieb virtueller Güter und entwickeln spezielle Anwendungen für den Lern- und Trainingsbereich. In Kooperation mit seinen Partnern und Kunden aus Wirtschaft, Kultur und Bildung setzt das Ilmenauer Institut seine zukunftsorientierten wissenschaftlichen Erkenntnisse in alltagstaugliche Komplettlösungen und Prototypen um, die auf spezifische Problemstellungen der Nutzer und die Anforderungen des Marktes zugeschnitten sind Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. The only warranties for HP products and services are set forth in the express warranty statements accompanying such products and services. Nothing herein should be construed as constituting an additional warranty. HP shall not be liable for technical or editorial errors or omissions contained herein. 01/2009

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