Inteligentne sterowanie ruchem w wielowarstwowych sieciach sterowanych programowo
1. Cel prowadzonych badań/hipoteza badawcza
Celem projektu jest zaproponowanie i zbadanie nowej wielowarstwowej architektury sieciowej
opartej na mechanizmach:
wielościeżkowego rutingu pakietów o nazwie "zorientowany na przepływy adaptacyjny ruting
oparty na wielu topologiach" (Flow-Aware Multi-Topology Adaptive Routing, FAMTAR),
automatycznego zestawiania bypassów optycznych (Automatic Hidden Bypasses, AHB).
Nowa architektura sieciowa ma być zbudowana w oparciu o koncepcję sieci sterowanych
programowo (Software-Defined Networks, SDN). Koncepcja sieci SDN pozwoli rozwinąć mechanizmy
FAMTAR i AHB do rozwiązania, które nie tylko zapewnia wielościeżkową transmisję danych na
poziomie dwóch warstw (IP i optycznej), ale również gwarantuje jakość obsługi dla każdej ze ścieżek
i odpowiednie zachowanie sieci w sytuacji wystąpienia awarii. Postawiona hipoteza badawcza brzmi
następująco: "Możliwe jest opracowanie wydajnych i niezawodnych mechanizmów zarządzania
ruchem w wielowarstwowej architekturze sieci z zapewnianiem gwarancji obsługi ruchu i wysokiej
niezawodności". Aby udowodnić tę hipotezę, w projekcie zostaną przeprowadzone badania
dotyczące następujących zagadnień:
zarządzanie ruchem w sieci o wielowarstwowej architekturze,
zapewnianie gwarancji jakości obsługi przez zastosowanie koncepcji SDN w wielowarstwowej
architekturze wykorzystującej mechanizmy FAMTAR i AHB,
przeprowadzenie analizy niezawodnościowej i optymalizacji transmisji.
2. Zastosowana metoda badawcza/metodyka
Koncepcje zaproponowane w projekcie będą, we wstępnej fazie, ocenione przy użyciu analizy
teoretycznej (np. z użyciem teorii kolejek), natomiast w późniejszych etapach wszystkie
zaproponowane mechanizmy będą przeanalizowane symulacyjnie. Analiza symulacyjna to najlepszy
sposób by przebadać nowe rozwiązania na poziomie badań podstawowych oraz zaproponować ich
ulepszenie lub je odrzucić. Katedra Telekomunikacji AGH posiada wydajne serwery, które będą mogły
zostać wykorzystane dla celów projektu. W szczególności, posłużą one jako platforma do wykonania
symulacji. Wnioskodawca i zespół projektowy mają duże doświadczenie w prowadzeniu symulacji w
środowisku ns- 2/ns-3. Symulator ns-3 wspiera protokół OpenFlow oraz sieci SDN i będzie głównym
narzędziem do wykonania tej części badań. Istnieją również inne symulatory, w których można
przeanalizować sieci SDN, np. EstiNet czy MiniNet. Ich użycie jest również brane pod uwagę.
3. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki
Jak dotąd opracowano wiele rozwiązań sieciowych pracujących w oparciu o koncepcję SDN. Jednakże
zaproponowana w projekcie wielowarstwowa architektura sieciowa z zaimplementowanymi
mechanizmami FAMTAR i AHB pozwala na wdrożenie nowych funkcjonalności. W przedmiotowym
projekcie planujemy przeprowadzenie szeroko zakrojonych badań, które mają zaowocować zupełnie
nowatorską architekturą sieciową, w której możliwe będzie przesyłanie ruchu wieloma trasami
z zachowaniem wysokiej jakości transmisji i w sposób niezawodny, przy jednoczesnym optymalnym
wykorzystaniu dostępnych zasobów sieciowych. Żadna inna z obecnie odstępnych architektur nie
oferuje tak kompleksowego rozwiązania w zakresie transmisji ruchu sieciowego. Badania
zaplanowane w projekcie są bardzo ambitne i obarczone ryzykiem badawczym. Główni wykonawcy
projektu posiadają jednak stosowne doświadczenie pozwalające na przeprowadzenie planowanych
prac z dużym prawdopodobieństwem sukcesu. Mając na uwadze olbrzymie zainteresowanie sieciami
sterowanymi programowo, jesteśmy przekonani, że wynik projektu będzie miał duże znaczenie, nie
tylko dla środowiska skupionego wokół zagadnień obejmujących szeroko pojętą teleinformatykę, ale
także dla całego sektora IT. Zaproponowana nowa, wielowarstwowa architektura sieciowa, umożliwi
wydajną i niezawodną transmisję ruchu z zachowaniem gwarancji jakości obsługi i z pewnością
zostanie zauważona w środowisku badaczy. Pozytywne wyniki ewaluacji proponowanego rozwiązania
pozwolą na zainteresowanie ze strony producentów sprzętu i operatorów sieciowych.
Jerzy Domżał, dr hab. inż., profesor uczelni. W 2003 r. ukończył studia na specjalności Telekomunikacja w Akademii Górniczo-Hutniczej im. St. Staszica w Krakowie. W 2009 r. obronił rozprawę doktorską pt. "Congestion Control in Flow-Aware Networks". Stopień doktora habilitowanego uzyskał w 2016 r. Od listopada 2020 r. pełni obowiązki dyrektora Instytutu Telekomunikacji. Zajmuje się zagadnieniami związanymi z sieciami optycznymi oraz usługami dla Internetu Przyszłości. Od 2005 r. pracował w projektach 6 i 7 Programu Ramowego: Nobel/Nobel II, SmoothIT, EuroNF, e-Photon/ONe(+), BONE, w ramach których zajmował się zagadnieniami związanymi ze sterowaniem przeciążeniami oraz inżynierią ruchu. Obecnie pracuje w kilku projektach związanych, m.in. z budową rutera dla Internetu Przyszłości. Angażował się w organizację konferencji IEEE GLOBECOM'2010-2016 oraz IEEE ICC'20102016. Był przewodniczącym Komitetu Organizacyjnego konferencji ITC'2012. W 2010 r. i 2013 r. otrzymał prestiżowe stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla szczególnie uzdolnionych młodych naukowców. W 2011 r. został laureatem prestiżowego programu LIDER organizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. W 2011 r. otrzymał grant badawczy dla młodych naukowców posiadających tytuł doktora (SONATA I) od Narodowego Centrum Nauki. W 2015 r. otrzymał nagrodę naukową Tygodnika POLITYKA. Jest autorem ponad 40 publikacji naukowych, w tym jednego patentu, siedmiu zgłoszeń patentowych i trzech książek. Staże naukowe odbywał między innymi w Barcelonie (Universitat Politecnica de Catalunya), w Madrycie (Universidad Autonoma de Madrid) oraz na Uniwersytecie Stanforda, USA (w ramach Programu Top 500 Innovators).
Jerzy Domżał received the M.S., Ph.D. and D.Sc. degrees in Telecommunications from AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland in 2003, 2009, and 2016 respectively. Now, he is an Associate Professor at Department of Telecommunications at AGH University of Science and Technology. Since November 2020, he is a Director of Institute of Telecommunications. He is especially interested in optical networks and services for Future Internet. He worked on network congestion control and traffic engineering issues in the following European Projects: Nobel/Nobel II, SmoothIT, EuroNF, e-Photon/ONe(+), BONE. Now, he is involved in a few research projects, e.g., related to flow-based services for Future Internet. He has served as TPC member for IEEE GLOBECOM (2010-2016), IEEE ICC (2010-2016). He was a Local Organizing Commitee Chair of the ITC'2012 conference. In 2010 and in 2013, he received scholarships for distinguished young researchers from Minister of Science and Higher Education in Poland. In 2011, he received the grant from the National Centre for Research and Development under the LIDER program. In 2011 he received grant from the National Science Centre under the SONATA program. In 2015, he received a science award from POLITYKA magazine. He is also the co-author of many technical papers, one patent, seven patent applications and three books. International trainings: Spain, Barcelona, Universitat Politecnica de Catalunya, April 2005; Spain, Madrid, Universidad Autonoma de Madrid, March 2009, Stanford University, USA, May-June 2012.
