Stephan´s Blog

Das Forschungsprojekt SmartVideo ist ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Projekt und bettet sich in den Forschungsschwerpunkt Next Generation Services in Heterogeneous Network Infrastructures (NEGSIT) der FH Köln ein.

Durch den Aufbau und die Migration bestehender Telekommunikationnetze zu Next Generation Networks (NGN) ergeben sich eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten und Dienste für die Nutzer. Besonders die stetig wachsende Nachfrage an Video-over-IP bzw. IPTV (IP TeleVision) und Voice-over-IP (VoIP) zwingen die Netzbetreiber über die Sicherstellung ihrer Dienstgüte (QoS) nachzudenken und geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen um dieser Güte gerecht zu werden.

Heute eingesetzte Verfahren zur Messung der QoS von IPTV sind aufwendig, rechen- und kostenintensiv. Schwerpunkt des Forschungsprojekts SmartVideo ist die Entwicklung eines “light weight” Messsystem zur Bewertung der Quality-of-Experinece (QoE) von IP Videostreams, wie IPTV und VoD, in Zusammenarbeit mit Vodofone (ehem. Arcor) und CeTeCom (ehem. Vierling). Das Forschungsprojekt SmartVideo berücksichtigt bei der Entwicklung von geeigneten Messsystemen sowohl Broadcast-, Content-, Network-, Accessprovider wie auch Home Networks, um ein netzübergreifendes System zu schaffen.

In das Forschungsprojekt SmartVideo fliessen die Ergebnisse des BMBF-Projekts QoSSIP ( http://www.qossip.org ) zur Bewertung von QoS in NGN ein.

Um ein Netzwerk zu testen, braucht man nicht nur Geräte und jede Menge Kabel, sondern auch viel Zeit. NetBox setzt genau an diesem Punkt an. Es bietet die Möglichkeit, ein Netzwerk (Firmennetzwerk oder Internet-Ähnliche Bedingungen) zu virtualisieren. Vorteil einer Virtualisierung ist es, eine Testumgebung zu schaffen, in der Testbedingungen reproduzierbar und immer gleich sind.

NetBox ist die Entwicklung einer virtuellen Netzumgebung auf Basis von OpenVZ und einem Webinterface, zur Steuerung der Netzumgebung, mit Hilfe von PHP und MySQL.

OpenVZ ist eine Virtualisierungssoftware mit der isolierte und sichere virtuelle Maschinen aus Templates erzeugt werden. Diese “Virtual Environments” (kurz: VE) bilden dann Knotenpunkte (z.B. Router) in einem Netz ab. Mit Hilfe der grafischen Oberfläche können so Netzwerke geschaffen und Datenpakete beliebig durch dieses Netz geroutet werden.

Zur Verdeutlichung nehmen wir an, es soll die Eigenschaft oder Qualität eines VoIP-Gespräches von Deutschland nach Australien ermittelt werden. Von Deutschland nach Australien liegen verschiedene Router in Rechenzentren dazwischen. Diese Router weisen zu unterschiedlichen Tageszeiten unterschiedliche Last auf. Um jetzt aber bei dieser Messung einen zuverlässigen und reproduzierbaren Wert für die QoS-Parameter zu erlangen ( wie Delay, Jitter, usw.), braucht man zum testen eine Testumgebung die genau diese Anforderungen erfüllt. Das Internet fällt als Testumgebung aus, weil es keine nicht konstant ist. Zwei gleiche Messungen zu unterschiedlichen Zeiten können komplett verscheidene Ergebnisse liefern. Netbox ist wegen der Virtualisierung ein abgeschlossenes System, sodass Störgrößen wie Lastschwankungen minimal gehalten oder vermieden werden. Wie in der oben gezeigten Grafik zusehen, wird ein VoIP-Gespräch, genau nachgebaut. Die VoIP-Telefone werden außen an den OpenVZ-Server angeschlossen, bekommen automatisch eine IP-Adresse zugewiesen für den Eintrittspunkt in das virtuelle Netz und haben danach die Möglichkeit, sich zum Beipiel an einem Asterisk innerhlab des Netzes, anzumelden.

Um Streckenabschnitte zwischen den Router zu simulieren, wird das Programm NetGen eingesetzt. NetGen ist ein Programm, das im Rahmen des Forschungsprojektes QoSSIP an der Fachhochschule in Köln entwickelt worden ist. Der Name NetGen ist ein Kürzel und steht für Network Generator. NetGen
ist eine Layer 2 Netzwerkbridge mit Einstellmöglichkeiten der Parameter Delay, Jitter und PacketLoss für unterschiedliche DSCP-Klassen um Netzwerkverkehr zu beeinflussen.

In Verbindung mit NetBox ist es dann möglich eine Strecke mit einer Satelliten-, 56k- und einer T-3 Verbindung zu vereinen und als Testumgebung zu nutzen.

Die Grafische Oberfläche von NetBox kann ein virtuelles Netzwerk darstellen. Als Beispiel dient folgendes Bild.