Sichere Züge online testen
Als konkretes Beispiel: Ein Verkehrsanbieter möchte vor einer grossen Investition in eine Netzwerkmodernisierung wissen, ob alle kritischen Prozesse weiterhin funktionieren würden. Gehen wir davon aus, das Unternehmen möchte prüfen, ob sicherheitsrelevante Zugleitsignale auch bei einem Ausfall von einzelnen Netzwerk-Standorten rechtzeitig im Bahnverkehr ankommen. «In diesem Fall würden wir das gesamte Netzwerk inklusive der geplanten Änderungen emulieren. Anschliessend simulieren wir verschiedene Ausfälle und prüfen, ob die Zugleitsignale wie beabsichtigt automatisiert über alternative Wege im Netzwerk rechtzeitig übermittelt werden», erklärt Urs Baumann, der das Open-Source-Projekt am INS Institut für Netzwerke und Sicherheit an der OST betreut.
Die Einsatzmöglichkeiten sind grundsätzlich unbegrenzt. Vom kleinen Firmennetzwerk bis zur globalen Konzern-Topologie lassen sich alle üblichen Standard-Hardwarekomponenten emulieren und mit Software betreiben, die auch im echten Betrieb eingesetzt werden. Latenzschwankungen im Datenverkehr lassen sich genauso testen wie Stromausfälle, Hackerangriffe oder beschädigte Kabel. So könnten etwa Produktionsbetriebe im Digitalisierungsprozess ihre Smart-Factory-Netzwerke aufbauen und vorgängig auf Zuverlässigkeit und Sicherheit testen. Oder ein Internet-Provider könnte vor der Modernisierung der Internetanschlüsse in einer Randregion alle geplanten Hard- und Softwarekomponenten im Zusammenspiel mit dem bestehenden Netzwerk testen und virtuell optimieren. «Im Grunde lässt sich der Nutzen so zusammenfassen: Mit dem Tool lässt sich vorher virtuell und kostengünstig testen, ob die häufig millionenschweren Investitionen in die physischen Netzwerk-Komponenten die gewünschten Verbesserungen bringen», so Baumann.
Auch für Ausbildung nutzbar
Dass das Emulierungs-Tool als Open-Source-Lösung in der grössten Entwicklercommunity der Welt, GitHub, publiziert werden soll, hat sich mit der Zeit ergeben. Begonnen hat alles 2018 mit einer Studienarbeit. Ziel war es, ein kleines virtuelles Labor für Netzwerke zu entwickeln. Nun ist das Projekt so «reif, dass wir es auf der grössten Entwicklercommunity der Welt veröffentlichen können», so Baumann.
Das war nicht von Anfang an so geplant. «Mit der Zeit ist das Projekt immer grösser geworden und aktuell setzen wir die Software sogar im Studium ein», sagt INS-Leiter Laurent Metzger. Die Vorteile liegen auf der Hand: Ein vollständig ausgerüsteter Studienarbeitsplatz in der Netzwerktechnik kann schnell 15000 Franken oder mehr kosten. Und auch damit ist es laut Metzger nicht möglich, grosse Netzwerke aufzubauen und zu testen, wie sie die Studierenden nach ihrer Ausbildung als Netzwerk-Ingenieurinnen und – Ingenieure betreuen und entwickeln müssen. «Mit der Emulierungslösung sind die Studierenden nicht eingeschränkt und können per Mausklick ganze Netzwerk-Standorte in wenigen Stunden umstellen», so Metzger.
Kontakt
Urs Baumann
INS Institut für Netzwerke und Sicherheit
+41 58 257 44 84
urs.baumann@ost.ch
Prof. Laurent Metzger
Institutsleiter, INS
+41 58 257 44 70
laurent.metzger@ost.ch