LABOR FÜR RECHNERNETZE

Standort

Unter den Eichen 5
Haus C links, Raum 001
 

Leitung

Prof. Dr. Bernhard Geib
 

Kurzbeschreibung

Die Anforderungen an die Rechnerkommunikation haben sich im Laufe der letzten Jahre mit hoher Geschwindigkeit weiterentwickelt. Neben der unverändert hohen Innovationsrate von Netzwerktechnologien, Protokollen und Geräten spielen die zunehmende Mobilität sowie die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Netzwerkinfrastrukturen eine immer größere Rolle. Um mit diesen Entwicklungen im Rahmen der Lehre, der Weiterbildung und der angewandten Forschung Schritt zu halten wurde im Wintersemester 2002/2003 am damaligen Fachbereich Informatik ein Rechnernetzelabor errichtet, das neben fest installierten Netzwerkkomponenten auch eine größere Anzahl von tragbaren Routern, Switches, Servern und PC-Endgeräten umfasst. Durch die Nutzung einer solchen Experimentierumgebung werden die Studierenden in die Lage versetzt, anhand praktischer Versuchsaufbauten die grundlegende Konfiguration verschiedener Netzwerkszenarien im Experiment vornehmen und die dabei ablaufenden Vorgänge - auch Protokolle genannt - nachvollziehen zu können.

Der Kern des Labornetzes besteht aus einem ATM-Switch Lightstream 1010 mit zwei daran angeschlossenen 7401-Routern. Optional können am ATM-Switch zusätzlich zwei mit entsprechenden ATM-Interfacekarten ausgestattete Personal Computer als Edge-Device betrieben werden. Die Geräte sind sternförmig an zwei OC-3 Module (155 Mbit/s) angeschlossen. Zur Kommunikation mit eventuell weiteren ATM-Switches ist PNNI voreingestellt. Alle Edge-Devices arbeiten mit UNI. Den Abschluss des Backbones bilden zwei Ethernet-Switches der Serie 2950G, die ihrerseits an die beiden 7401-Router angeschlossen sind. Als Basisdienst ist im Backbone LAN-Emulation gemäß der LANE-Spezifikation des ATM-Forums konfiguriert. Damit stehen für die Endsysteme pro generiertem VLAN/ELAN ein LAN Emulation Server und ein Broadcast and Unknown Server mit je einem LAN Emulation Configuration Server zur Verfügung. Als Endsysteme wurden in der Laborumgebung insgesamt 18 PCs mit dem Betriebssystem Linux installiert.

Das gesamte Labornetz - einschließlich Endgeräte und Zugangs-Switches - kann von einer Netzmanagementstation aus überwacht werden. Schließlich stehen für Analyse- und Experimentierzwecke ein Protokollanalysator Domino 320 der Firma Acterna zur Verfügung, der an verschiedenen Stellen des Netzwerkes zur Analyse, Lastgenerierung und Manipulation des Verkehrsstroms eingesetzt werden kann.

Aus Sicherheitsgründen wurden die Endgeräte (PCs) mit einer zweiten Ethernet-Karte ausgestattet, die ausschließlich zum Zwecke der Benutzerauthentifizierung und Rechteverwaltung ein Aufschalten auf die bereits vorhandene fachbereichsweite Benutzerverwaltung erlaubte. Des weiteren wurden in der Laborumgebung noch einige Zusatzeinrichtungen angebracht, die u. a. einen drahtlosen Netzzugang von mit entsprechenden WLAN-Karten ausgestatteten Endgeräten ermöglicht.

Damit wurde insgesamt ein Rechnernetzelabor geschaffen, das folgenden Grundanforderungen genügt:

•     Nachbildung eines realistischen Backbone-Netzes
•     Anschaltmöglichkeit für unterschiedliche Daten-Applikationen
•     modulare, erweiterbare Zugangs- und Endsystemumgebung
•     zentrales Netzwerkmanagement und Monitoring-System
•     leistungsfähige Mess- und Analysemöglichkeiten

Lehre

Ziel im Bereich Lehre ist es, den Studierenden über ihren theoretischen Kenntnisstand hinausgehende praktische Erfahrungen bei der Konfiguration und dem Betrieb von Netzwerkkomponenten zu vermitteln. Sowohl durch praktische Anleitung als auch durch selbständiges Nachvollziehen von realitätsnahen Fallbeispielen gilt es die der Problemstellung zugrunde liegenden theoretischen Konzepte zu unterstreichen und das Verständnis bezüglich derer Umsetzung und Realisierung zu fördern. So können die Studierende beispielsweise mit den Konfigurationsparametern der Geräte experimentieren, um zu sehen, welche Änderungen dadurch in den einzelnen Szenarien hervorgerufen werden.
 

Weiterbildung

Im Bereich Weiterbildung ist das Ausbildungsangebot als Ergänzung für Externe und ehemalige Absolventen des Fachbereichs gedacht. Ziel ist es, die Teilnehmer mit der von der Firma Cisco unterstützten Netzwerktechnologie vertraut zu machen und sie in die Lage zu versetzen, alle praktischen Aufgaben im Zusammenhang mit der Verkabelung, dem Routing, der IP-Adressierung und anderen netzwerkbezogenen Fragestellungen zu lösen und auftretende Probleme bei Bedarf zu beseitigen. Mit diesem Ausbildungsangebot werden es die Teilnehmer leichter haben, eine Beschäftigung zu finden oder ihre Kenntnisse im Netzwerkbereich auszubauen.
 

Forschung

Um die eingangs aufgezeigten Entwicklungstrends stetig und kontinuierlich mitverfolgen zu können, ist die Durchführung von Forschungsarbeiten im Bereich Netzwerktechnik unabdingbar. Anknüpfungspunkte für den Bereich der angewandten Forschung resultieren momentan aus dem gestiegenen Anspruch nach Sicherheit, technischer Beherrschbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

Gerade im Zusammenhang mit dem weiteren Ausbau des Rechnernetzelabors wurden Kooperationsprojekte initiiert, welche die Themenbereiche Sicherheit in Netzinfrastrukturen und Testbarkeit von heterogenen Systemumgebungen zum Gegenstand haben. In jüngster Zeit werden auch in Systemen der Prozessdatenkommunikation vermehrt klassische Kommunikationsprotokolle eingesetzt, die aufgrund unzureichender Echtzeitfähigkeit jedoch noch einer ausgiebigen Untersuchung bedürfen. Auch in diesem Arbeitssegment werden in Zukunft Projekte angestrebt.

Zusammenfassend ergeben sich in der geschaffenen Laborumgebung vielseitige Aktivitäten, wobei gegenwärtig folgende Schwerpunkte gebildet wurden:

•     Bewertung und Umsetzung von Sicherheitskonzepten im Netzwerkbereich
•     Konzeption und Aufbau von Fallbeispielen zur Unterstützung der Lehre
•     Durchführung und Betreuung von Diplomarbeiten
•     Ansiedlung von Drittmittelprojekten im Arbeitsbereich Zuverlässigkeitsanalyse

Team

Prof. Dr. Bernhard Geib
Prof. Dr. Martin Gergeleit
Bent Ahrens, Dipl.-Inform. (FH)
Daniel Kloos Dipl.-Inform. (FH)
Carlos Henriques dos Santos
 

Hinweis

Weiterführende Informationen über die aktuelle Nutzung des Rechnernetzelabors in der Lehre sowie zu dem Forschungsschwerpunkt Simulation und dynamische Zuverlässigkeitsanalyse finden Sie unter
Labornutzung (PDF 69,9 KB) bzw. sAnalyze-Collection (PDF 301 KB).