Schluss mit Staus auf der Datenautobahn: KI kann das Internet schneller machen

Immer mehr Programme und Geräte, die wir nutzen, sind auf eine Internetverbindung angewiesen. Dabei fallen auch große Datenmengen an. Ein neu entwickeltes KI-System kann dabei helfen, diese Datenmengen besser übertragen zu können. Dabei kann die KI sogar verschlüsselte Datenströme identifizieren und in Kategorien einordnen, sodass ihnen bei der Verteilung durch die Switches die passende Priorität zugeordnet werden kann.

Datenverkehr nimmt immer weiter zu

Die Anforderungen, die Anwendungen an die Internetverbindung stellen, sind unterschiedlich. Während bei Onlinespielen vor allem auch eine möglichst geringe Latenz zählt, kommt es beim Streamen auf eine konstante Datenrate an. Große Downloads wiederum sollen möglichst schnell und natürlich ohne Fehler erfolgen.

Netzwerk-Operatoren müssen deshalb den Datenverkehr im Internet möglichst effektiv und an die Nutzungsart angepasst regeln. Um dies zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Art und Qualität der jeweiligen Datenströme schnell und genau bewerten zu können. „Viele Datenverbindungen erfolgen heute aber verschlüsselt. Es lässt sich nicht einfach erkennen, ob ein Datenpaket zu einem Video, zu einer Webseite oder zu einem Download gehört. Das erschwert es, die Datenströme je nach Nutzung angepasst und gerecht zu verteilen„, so Michael Seufert von der Universität Augsburg.

Künstliche Intelligenz könnte dieses Problem läsen. Die Netzwerk-Überwachung erfolgt bereits jetzt unter dem Einsatz von maschinellem Lernen. Allerdings arbeiten die meisten dieser Systeme offline, was es erforderlich macht, den Datenverkehr abzufangen oder zu spiegeln und zu einem externen Server zu schicken. Dies kostet neben Zeit natürlich auch Ressourcen.

KI bewertet Daten

Die Forscher:innen rund um Seufert haben eine Lösung für dieses Problem gefunden. Sie haben ein System entwickelt, dass die Qualität von Datenströmen online sowie in Echtzeit bewerten kann – selbst dann, wenn die Daten verschlüsselt sind. Dieses System kann direkt an Switches, die den Datenverkehr im Internet weiterleiten, in Echtzeit dieQualität der Daten bewerten. Dabei können pro Sekunde mehrere Terabit bewertet werden.

Ein Teil des KI-Systems sitzt direkt in zentralen Komponenten und Gateways des Netzwerks. So kann es bereits dort wesentliche Merkmale der Datenströme erkennen. Trainiert wird die KI auf Basis neuronaler Netzwerke. „Wir erzeugen dazu im Labor automatisiert verschiedene Datenströme – zum Beispiel, indem wir Smartphones per Mobilfunk ein Video aufrufen lassen, mit verschiedenen PCs per DSL oder Glasfaser eine Reihe von Downloads starten oder auch andere Dienste nutzen„, so Seufert.

Erfolgreiche Tests für die Identifizierung von Datenströmen

In ersten Tests zeigte sich, dass das System, das die Forscher:innen auf den Namen „Marina“ getauft haben, leistungsfähig genug ist, um Datenströme mit einer Trefferrate von mehr als 90 Prozent zu identifizieren. „Die Ergebnisse zeigen, dass Netzwerk-Operatoren das Marina-System effektiv nutzen können, um Qualität und Anwendung des Datenverkehrs im Netzwerk zu überwachen„, schreiben die Forscher:innen.

Das KI-basierte System bietet aus Sicht der Forscher:innen eine gute Lösung für die effiziente Regulierung der Datenströme im Internet. „Da die Datenmengen im Internet so stark wachsen, werden immer wieder Situationen auftauchen, in denen es zu Engpässen kommt. Wir wollen mit unserer Forschung ermöglichen, diese Engpässe so geschickt zu managen, dass sie möglichst wenige Menschen stören„, erklärt Seufert.

via Universität Augsburg