Tidskritiska molntjänster (TCC)

Mål och syfte

Syftet med projektet är att möjliggöra tidskritiska dataöverföringar för klienter som använder applikationer distribuerade i geodistribuerade datacenter. Tillämningen avser till exempel storskaliga intelligenta transportsystem i framtiden.

Nätverksteknologier baserade på autonomt beslutsfattande är grundläggande för robust och pålitlig anslutning. Garanterade överföringstider från exempelvis autonoma fordon och datacentra som tillhandahåller senaste uppdateringar av trafiksituationen är förutsättningar för ökad säkerhet.

Vi utvecklar grundläggande mekanismer för koordinering av nätverksresurser och intelligent trafikruttning i trådlösa och fasta nätverk som uppfyller specifika krav på applikationsprestanda.

TCC finansieras av Stiftelsen för Strategisk Forskning (SSF) och genomförs i nära samarbete mellan Network Intelligence-gruppen vid RISE och Network Systems Laboratory (NSLAB) vid KTH. Projektet stöds av Scania, Ericsson och Telia i en industriell rådgivningskommitté.

TCC testbädd

Testbäddens funktionalitet demonstrerades på RISE Open House i Kista 2018. Vår testbädd i TCC är unik, eftersom det är den första hybridinfrastrukturen (LAN / WAN / Cloud) som implementerar moderna metoder för att vidarebefordra trafik över både trådlös och fast nätverksteknik mellan ett datacenter och en klient. Infrastrukturen är delvis programmerbar - vi har implementerat anpassad nätverks- och styrprogramvara i alla nätverksenheter vi styr över.

Testbädden är en tidig prototyp och utvecklas kontinuerligt under de kommande åren (inom och utanför TCC). Med dagens prototyp har vi redan nu visat att vi kan fjärrstyra ett anpassat robotfordon genom att vidarebefordra tidskritisk styrtrafik från RISE och KTH, till Amazons molntjänst i Europa (Frankfurt och London) för förenklad databearbetning.

Att köra ett fordon på distans utan full kontroll över infrastrukturen är svårt på grund av många flaskhalsar och fördröjningar över nätet. Med metoder från KTH och RISE (Metron/SNF, Kurma och AquaMet) hanterar vi framgångsrikt några av de flaskhalsar som normalt uppstår pga virtualisering av nätverksfunktioner, överbelastning av datacenter och varierande radioförhållanden.

RISE Open House-besökare fick möjlighet att testa testbäddens prestanda genom att skjuta minifotbollar i mål med hjälp av det fjärrstyrda fordonet. Korta överföringstider mellan den handhållna styrenheten, molnet och fordonet är en förutsättning för att uppnå nödvändig styrprecision och göra poäng. Följande filmklipp visar det fjärrstyrda fordonet i drift: https://youtu.be/ZSRFzuQVlww.

Pågående aktiviteter

Detta är ett första test av integrerade metoder för tidskritiska överföringar som ger oss värdefull insikt för att hantera olika flaskhalsar i fasta och trådlösa nätverksmiljöer. Testbädden är under kontinuerlig utveckling och kommer att användas för mätning, testning och utvärdering under de kommande åren.

Publikationer

• Natalia Vesselinova, Rebecca Steinert, Daniel Felipe Perez-Ramirez and Magnus Boman, "Learning Combinatorial Optimization on Graphs: A Survey With Applications to Networking," in IEEE Access, vol. 8, pp. 120388-120416, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3004964.

• Daniel F. Perez-Ramirez, Rebecca Steinert, Natalia Vesselinova, and Dejan Kostic, “Demo Abstract: Elastic Deployment of Robust Distributed Control Planes with Performance Guarantees”, IEEE INFOCOM, 2020. Demo video available here.

• Shaoteng Liu, Rebecca Steinert, Natalia Vesselinova and Dejan Kostić, "Fast Deployment of Reliable Distributed Control Planes with Performance Guarantees," in IEEE Access, vol. 8, pp. 70125-70149, 2020. doi: 10.1109/ACCESS.2020.2984500

• Akhila Rao, Rebecca Steinert, "Probabilistic multi-RAT performance abstractions”, IEEE/IFIP NOMS Workshop: International Workshop on Management of 5G Networks (5GMan), April 2018. Best paper award.

• Georgios Katsikas, Tom Barbette, Dejan Kostić, Rebecca Steinert, and Gerald Q. Maguire Jr., “Metron: NFV Service Chains at the True Speed of the Underlying Hardware“, Proceedings of the 15th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI), April 2018. 

• Shaoteng Liu, Rebecca Steinert, Dejan Kostić, “Control under Intermittent Network Partitions“, Proceedings of the IEEE International Conference on Communications (ICC), May 2018. 

• Shaoteng Liu, Rebecca Steinert, Dejan Kostić, “Flexible distributed control plane deployment“, Proceedings of the IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS), mini-conference, April 2018. 

• Per Kreuger, Rebecca Steinert, Olof Görnerup, Daniel Gillblad, “Distributed dynamic load balancing with applications in radio access networks“, International Journal of Network Management (IJNM), 2017.