Ein Transaktionsmodell zur Netzwerkkonfiguration mit Zeitanforderungen am Beispiel von Fahrzeugen

Abstract

Zeitkritische Netzwerke müssen bei veränderten Anforderungen rekonfiguriert werden. Rekonfigurationen in zeitkritischen Netzwerken müssen unter der Einhaltung von Deadlines zeitkritischer Prozesse erfolgen. Weiter müssen Rekonfigurationen zur Laufzeit zeitsynchron und transaktional auf betroffenen Netzwerkgeräten erfolgen. Zeitkritische Netzwerke wie ethernetbasierte Fahrzeugboardnetzwerke werden durch gängige Standards wie TSN ermöglicht, in denen Datenpakete unter zeitlichen Fristen übertragen werden müssen. Durch SDN wird die Logik der Netzwerkgeräte in den SDN-Controller verlagert, um diese Netzwerke programmierbar zu machen, wodurch Erweiterungen wie Transaktionalität implementiert werden können. Diese Arbeit evaluiert ein Transaktionsmodell, welches Rekonfigurationen transaktional und zeitsynchron in einem programmierbaren und zeitkritischen Netzwerk ohne Paketverlust und Verzögerungen durchführt. Im Rahmen einer Fallstudie konnte gezeigt werden, dass das Transaktionsmodell weder Verzögerungen noch Paketverluste an bestehendem sowie hinzugefügtem Datenverkehr verursacht.

Time-critical networks must be reconfigured when requirements change. Reconfigurations in time-critical networks must be performed in compliance with the deadlines of time-critical processes. Furthermore, reconfigurations must be performed at runtime in a time-synchronous and transactional manner on affected network devices. Time-critical networks such as Ethernet-based vehicle board networks are enabled by common standards such as TSN, in which data packets must be transmitted under time-critical deadlines. SDN moves the logic of network devices into the SDN controller to make these networks programmable, allowing extensions such as transactionality to be implemented. This thesis evaluates a transactional model that performs reconfigurations transactionally and time-synchronously in a programmable and time-critical network without packet loss and delays. In a case study, it was shown that the transactional model does not cause delays or packet loss on existing and added traffic.