Deterministic Networking (DetNet) nimmt Gestalt an

Die 2015 gegründete IETF Deterministic Networking Working Group (DetNet) hat mit Freigabe der RFC für "Data Plane Framework" (8938) und "Data Plane: IP" (8939) wesentliche Teile ihrer Arbeit fertiggestellt. Damit sollen IP-Netze echtzeitfähig werden, indem Verzögerungen (Latency, Delays), Schwankungen (Jitter) und Paketverluste minimiert und die Verfügbarkeit erhöht wird.

Vor den RFCs 8938 und 8939 hatte die DetNet schon die Systemarchitektur (RFC 8655) sowie Use Cases (RFC 8578) veröffentlicht. Neben der Übertragung von Audio- und Videostreams nennt die IETF als Einsatzszenarien industrielle Anwendungen, Gebäudeautomatisierung, Anbindung von Mobilfunk-Basisstationen und Machine to Machine (M2M) Kommunikation.

DetNet ergänzt die Entwicklungen der IEEE-Arbeitsgruppe Time-Sensitive Networking (TSN). Während TSN auf Layer 2 die zeitkritische Übertragung für Ethernet definiert, befasst sich DetNet mit der Paketweiterleitung auf Layer 3. Damit liegt das Einsatzgebiet von TSN im LAN, das für DetNet hauptsächlich im WAN. Als Data Planes sind MPLS und IP vorgesehen. Die Funktionalität wird in zwei Schichten unterteilt: Der Service Sublayer ist für Schutz und Wiederherstellung der Services zuständig, während der Forwarding Sublayer die Verkehrssteuerung (Traffic Engineering) und Überlastkontrolle enthält.

Nachfolge für Feldbusse

Die Definition von TSN ist bereits weitgehend abgeschlossen und die Technik verdrängt klassische Feldbusse in Steuerungen und Fahrzeugen. Durch eine enge Zusammenarbeit von IETF und IEEE soll eine gemeinsame Architektur für die zeitkritische Übertragung auf Layer 2 und Layer 3 entstehen. So kann DetNet auch TSN-Segmente als Bridge verbinden.

DetNet und TSN verwenden ähnliche Techniken, auch wenn sie im LAN und WAN unterschiedlich implementiert werden. Hierzu gehören Zeitsynchronisation über alle Knoten im Netzwerk, Ressource Reservation (Buffer, Links) und Multipath Routing.

Ein wichtiges Designziel der DetNet Working Group ist die gleichzeitige Nutzung von Netzwerk-Infrastrukturen für zeitkritischen und -unkritischen Traffic. Allerdings kommen hierfür nur private Netze in Frage und nicht das öffentliche Internet, da sich die Funktionalität der einzelnen Knoten nicht beeinflussen lässt.

Weitere Dokumente befinden sich noch im Draft-Stadium. Aufgrund der größeren Ausdehnung und zahlreicher Schnittstellen im WAN sind gegenüber TSN zusätzliche Sicherheitsfunktionen (Security Considerations) nötig. Das Configuration YANG Model befasst sich mit der automatisierten Konfiguration von DetNet-Netzen.

(avr)