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GÖNET - Ein Hochgeschwindigkeits-Netzwerk für die Universität Göttingen
9. GÖNET - Ein Hochgeschwindigkeits-Netzwerk für die Universität Göttingen
Vorgeschichte
In dem Netzmemorandum der Deutschen Forschungsgemeinschaft wurde frühzeitig ein Gesamtkonzept der Vernetzung gefordert, das wie es damals hieß - den Verbund aller auf Datenaustausch angewiesenen Einrichtungen beinhaltet. Nur ein solches Gesamtkonzept kann in ausreichendem Umfang Optionen für die zukünftigen Erfordernisse in der wissenschaftlichen Nutzung von EDV-Technologien und damit für die Fortentwicklung der Forschung in vielen Disziplinen offenhalten. Die Dynamik, mit der die Kommunikation auf elektronischem Weg mittlerweile fast alle Einrichtungen der Universität erfaßt hat, unterstreicht im Nachhinein die Richtigkeit der Forderungen der DFG auf das Eindrucksvollste.
Diese Überlegungen führten Ende 1989 zur Bildung einer Planungsgruppe, die das Konzept eines Hochgeschwindigkeits-Netzes unter Berücksichtigung des Göttinger Umfeldes aufstellen und in Form eines HBFG-Antrages für die Universität Göttingen formulieren sollte.
Die wesentlichen Aufgaben und Zielsetzungen, die das Netzwerk erfüllen soll, waren danach folgende:
Auf der Grundlage dieses Antrages wurde Mitte 1990 von Seiten des Staatshochbauamtes Göttingen eine Bauplanung erstellt, die in den folgenden Jahren, in drei Phasen aufgeteilt, Schritt für Schritt in die Wirklichkeit umgesetzt werden konnte.
In der Aufbauphase I wurde im Jahre 1992 ein Glasfaser-Backbone von der GWDG über den Nordbereich, das Universitätsklinikum, den Bereich des Alten Klinikums, das GWZ und durch die Innenstadt zur Metallphysik, in den Südbereich und zur Universitätssternwarte errichtet. Das Backbone-Netz wurde im März 1993 mit 8 Knoten (GWDG, Forst, Chemie, FMZ, GWZ, Metallphysik, Südbereich) in Betrieb genommen. 1994 wurde der Ausbau des Backbone-Netzes mit der Installation von zwei weiteren Knoten für das Universitätsklinikum und den Bereich ,,Altes Klinikum" fortgesetzt.
Im Backbone wird zur Zeit FDDI-Technologie mit einer Übertragungsleistung von 100 Mbit/s eingesetzt. Die dabei benutzte Glasfasertechnik ist bezüglich der Übertragungskapazität noch lange nicht an ihre Grenzen gestoßen, so daß ohne weitere zeitaufwendige Baumaßnahmen eine Leistungssteigerung allein durch Austausch oder Ergänzung von aktiven Anschlußkomponenten möglich ist.
Die ersten Institute wurden im Frühjahr 1993 an das Backbone-Netz angeschlossen. Für diese Institute ergab sich damit eine Verbesserung der Übertragungsleistung um bis zu vier Zehnerpotenzen. Weitere Anschlüsse erfolgten in rascher Folge. Für abseits des Backbone-Netzes gelegene Institute wurden Remote-Bridge-Verbindungen realisiert. Die Übertragungskapazität beträgt bei diesen Leitungen je nach eingesetzten Modems 64 kbit/s bis 2 Mbit/s. Dabei muß allerdings bemerkt werden, daß 64 kbit/s-Verbindungen unter heutigen Bedingungen als nicht adäquat angesehen werden müssen.
Neben den Universitätsinstituten ist auch das Max-Planck-Institut für Strömungsforschung, das an der Bunsenstraße gegenüber den Physikalischen Instituten liegt, und das Max-Planck-Institut für experimentelle Medzin auf eigene Kosten an den Glasfaser-Backbone angebunden. Das Max-Planck-Institut für Geschichte ist über einen Laserstrecke an den Knoten im GWZ angebunden.
Zumindest für die an das Backbone-Netz angeschlossenen Institute ergeben sich, im Sinne des oben genannten Netzmemorandums, durch GÖNET neue Möglichkeiten zur Nutzung verteilter Datenverarbeitung über das lokale Netz hinaus. Über den Backbone sind Client-Server-Konzepte z. B. im Bereich von Grafikanwendungen, die Nutzung von Ressourcen der GWDG, z. B. für Backup, bis hin zu einer engen Integration von dezentral aufgestellten Workstations in das Cluster der GWDG realisierbar. Damit können die Mitarbeiter in den Instituten von Routineaufgaben der EDV wirkungsvoll entlastet werden, ferner ist eine Bündelung der Ressourcen möglich.
9.1 GÖNET-Ausbauzustand
Allgemeines
Zu Beginn der Realisierungsphase war es zunächst geplant, die Vernetzungsmaßnahmen, die den Ausbau der Netze in den Instituten sowie die Anbindung an das Backbone-Netz beinhalten, von 1992 bis zunächst 1994 in drei Phasen zu verwirklichen. Aufgrund der knappen Mittel war jedoch eine Streckung der Maßnahmen bis in das Jahr 1999 notwendig. Selbst nach Abschluß der Arbeiten werden bei weitem nicht alle Institute ausreichend versorgt sein. Universität und GWDG werden sich bemühen, durch Beantragung weiterer Mittel bzw. durch technische Optimierung Standortnachteile, die sich aus dieser Situation ergeben, nicht noch größer werden zu lassen.
Nähere Angaben zum aktuellen Ausbauzustand sind im folgenden Abschnitt enthalten.
Aktueller Stand
Das folgende Bild gibt grob den derzeitigen Ausbauzustand des Netzes wieder. Bisher sind 61 Gebäude direkt an das Glasfaser-Netz angeschlossen. Weitere 21 Gebäude sind durch Modem-Verbindungen oder Funkübertragungssysteme in das GÖNET integriert. Aktuelle Daten zum Ausbauzustand sind im Internet jederzeit abrufbar unter der URL:
http://www.gwdg.de/~goenet1/goenet/ausbau.htm.
Hartmut Koke, Holger Beck
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9.2 Weiterer Ausbau des GÖNET und zukünftige Perspektiven
Für den Ausbau des GÖNET innerhalb der Phase III wurden für die Jahre 1996 bis 1999 weitere Mittel bereitgestellt. Diese Mittel werden verwendet, um in der Reihenfolge der Prioritätenliste der Universität den Ausbau der Infrastruktur und den Anschluß an das GÖNET in bisher noch nicht erschlossenen Bereichen zu ermöglichen. Dabei werden zur Anbindung einzelner Gebäude im Stadtbereich, für die eine Glasfaser-Verbindung zu teuer ist, neue Technologien zur Datenübertragung auf Kupferleitungen des Fernmeldenetzes der Universität zum Einsatz kommen. Die Verwendung dieser xDSL-Technik ermöglicht es, Übertragungsraten im Mbit-Bereich bei geringen Kosten zu erreichen.
Der größte Teil der Mittel muß für die Modernisierung alter Netzwerkstrukturen, die aus der Zeit vor dem Beginn des GÖNET-Aufbaus stammen, und für die Versorgung von Bereichen, die bisher noch gar nicht netzwerktechnisch erschlossen sind, eingesetzt werden. Dabei können, bedingt durch den Fortschritt der Netzwerktechnologie, bedarfsabhängig kostengünstige Verfahren wie Fast Ethernet (100 Base-TX mit 100 Mbit/s Übertragungskapazität) oder Switched-Ethernet (mit dedizierten Kapazitäten von im Idealfall 10 Mbit/s für jede einzelne Verbindung) neben der Repeatertechnologie verwendet werden.
Das GÖNET-Backbone-Netz mit seiner FDDI-Technik und damit 100 Mbit/s Übertragungskapazität stellt nach wie vor ein für die meisten Anforderungen derzeit meist noch quantitativ und qualitativ adäquates Hintergrundnetz dar.
Die dramatische Zunahme der Leistungsfähigkeit moderner EDV-Systeme hat jedoch zur Folge, daß Computernetzwerke mit Übertragungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 10/16 Mbit/s, also Ethernet und Token Ring, für manche Anwendungen, z. B. bei interaktiven Grafik- oder Multimedia-Anwendungen, nicht mehr ausreichend sind und hier insbesondere keine echtzeitkritischen Anwendungen unterstützen. Im lokalen Bereich werden deshalb vermehrt 100 Mbit/s- und in Kürze auch 1 Gbit/s-Technologien eingesetzt. Dadurch entsteht auch ein erheblicher Bedarf nach zusätzlicher Backbone-Leistung.
Die zunächst als Switching-Technologie für Weitverkehrsnetze (WAN) entwickelte ATM-Technik erfüllt die o.g. Anforderungen und hat ihren Anwendungsbereich seit 1991 auch auf die lokalen Netze (LAN) ausgedehnt. ATM benutzt zum Datentransport-Pakete fester Längen, sogenannte Zellen. Die ATM-Zellen lassen sich wesentlich effizienter und schneller als Datenpakete mit variablen Längen in Vermittlungseinheiten wie den bisher eingesetzten Routern verarbeiten.
ATM ist als eine der wenigen Technologien für Hochgeschwindigkeitsnetze in der Lage, Datenströme unterschiedlicher Bitraten flexibel zu übertragen und zu vermitteln. Es ermöglicht Multimedia-Applikationen, interaktives Fernsehen, Bildfernsprechen, Videomail und unterstützt vor allem unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten und Netzausdehnungen sowie spezielle Anforderungen von Seiten der Nutzer, die in traditionellen ,,Shared-Media-Netzen" wie Ethernet nicht erreichbar sind.
Die ATM-Technologie wird auch innerhalb des Wissenschaftsnetzes B-WIN eingesetzt.
Der bestehende 34-Mbit/s-B-WIN-Anschluß der GWDG ermöglicht den Zugriff der Göttinger Institute auf das Internet. Die vom DFN-Verein zur Verfügung gestellte Konfiguration besteht aus einem ATM-Switch (KSS = Kunden Service Switch) und einem Router, der den Übergang zu konventionellen LAN-Techniken ermöglicht. Über den KSS können dann ATM-Verbindungen zwischen Einzelteilnehmern mit qualifizierten Anforderungen auch über große Distanzen garantiert werden.
9.3 ATM-Backbone
Die ATM-Technologie ist, wie oben dargestellt, sehr leicht skalierbar, d.h. an weitergehende Geschwindigkeitsanforderungen anpaßbar. Es ist deshalb vorgesehen, die vorhandene Glasfaserkapazität im GÖNET nicht für den Ausbau der FDDI-Technologie einzusetzen, sondern die zusätzlich entstandenen und weiter anwachsenden Anforderungen über ATM-Backbone-Komponenten abzudecken. Das FDDI-System wird weiterhin im Grundlastbereich eingesetzt, solange es kostengünstig betrieben werden kann.
Unmittelbare Vorteile dieses Vorgehens sind:
Erste Versuche zur Realisierung dieser Technik im GÖNET sind bereits angelaufen. Noch im Jahre 1997 werden an drei Standorten im GÖNET ATM-Switches eingerichtet, die untereinander zunächst mit 155 Mbit/s-Verbindungen gekoppelt sind.
9.4 Zugänge aus dem Fernsprechnetz
Die GWDG bietet seit geraumer Zeit Netzzugänge aus dem öffentlichen Fernsprechnetz (analoges Netz und
ISDN) an. Diese werden durch Remote-Access-Server auf der Basis von PCs mit Betriebssystem Windows NT Server realisiert. Telefonnummern und Funktionalitäten können der untenstehenden Tabelle entnommen werden:
Das sich einwählende Gerät wird dabei (Ausnahme: unter 5 02 67 10 ist nur Terminalemulation möglich) selbst direkter Netzteilnehmer mit eigenen Netzadressen, insbesondere auch Internet-Adressen, die dynamisch vergeben werden. Dadurch erhält dieses System einen funktional vollständigen Zugang zum Netz der GWDG und damit auch zum Internet. Zusätzlich werden auch die Protokolle NetBEUI und IPX/SPX unterstützt.
Für die Nutzung dieses Zugangs ist eine Benutzerkennung bei der GWDG notwendig. Der Anmeldevorgang läuft über die Server des PC-Netzes der GWDG (Domäne GWDG-PC), so daß das Paßwort des PC-Netzes bei der Anmeldung angegeben werden muß. Als Benutzerkennung muß bei den meisten Systemen GWDG-PC-Benutzername angegeben werden (Ausnahme: Windows NT und Windows 95, wo der Domänenname in einer gesonderten Dialogbox eingetragen werden muß).
Voraussetzung für die Nutzung dieses Zugangs ist geeignete Netzsoftware auf den Endgeräten (RAS- oder PPP-Software). Für PCs mit Betriebssystem Windows NT oder WIN 95 ist diese im Betriebssystem enthalten (als RAS-Client bzw. DFÜ-Netzwerk). PCs mit Windows 3.1 oder Windows für Workgroups können kommerzielle oder Shareware-Produkte (z. B. Trumpet Winsock) einsetzen.
Für Macintosh-Systeme gibt es entsprechende Software als Freeware (MacPPP, auf der gwdu19 auf dem Appleshare-Service Mac-GWDG-PD zu finden). Für UNIX-Systeme, insbesondere Linux, gibt es ebenfalls Implementationen des PPP-Protokolls, über die ein Zugang möglich ist.
Weitere Hinweise zu diesen Zugängen finden sich auf dem WWW-Server der GWDG unter http://www.gwdg.de/ ~goenet1/modem oder sind in der ,,Benutzer-Information" bei der GWDG in Form eines Umdrucks erhältlich.
9.5 Zugänge aus dem Fernsprechnetz für Studenten der Georg-August-Universität
Für Studenten der Universität besteht die Möglichkeit, durch Entrichtung eines Betrages von 25,- DM/Semester an das Studentenwerk Göttingen eine Zugangsberechtigung für die unten genannten Wähleingänge zu bekommen. Die technische Realisierung ist ähnlich wie oben beschrieben. Nähere Informationen sind über das Studentenwerk Göttingen verfügbar.
9.6 Dienstangebote im GÖNET
Ein für die Institute häufig wesentlicher Vorteil des GÖNET ist die Bereitstellung einer lokalen Netzwerkinfrastruktur im Institutsumfeld. Die Institute können unter Nutzung der im Zuge von GÖNET-Maßnahmen entstandenen Verkabelungsstruktur, z. B. durch den Aufbau von lokalen PC-Netzen mit eigenen Servern, die Grundversorgung mit EDV-Leistung im lokalen Bereich sicherstellen.
Außerhalb der Institutsnetze treten im GÖNET im wesentlichen drei Anbieter auf:
Die Nutzungsmöglichkeiten hängen dabei vom Dienstangebot und zum Teil auch von der Art der Endgeräte ab, (UNIX-Systeme, PCs mit DOS und / oder Windows oder Apple-PCs), über die der Nutzer verfügt. An den Dienstangeboten orientieren sich auch die vom Backbone-Netz zu unterstützenden Protokolle (normalerweise TCP/IP, aber auch Novell-Protokolle für den Zugriff auf CD-Dienste der SUB, Apple Talk Protokolle für spezielle Dienstmerkmale im Netz).
Im Folgenden sollen kurz die Dienste dargestellt werden.
Dienste der GWDG
Hierbei handelt es sich, wie in dem Katalog, ,,Rechner, Netze, Spezialisten" im Einzelnen dargestellt, um die personellen Dienste und um die, im Folgenden aufgeführten, maschinellen Service-Leistungen der Rechner der GWDG:
- Nutzung von Rechenkapazität im Unix-Cluster, auf den Parallelrechnern der GWDG und auf demVMS-System,
- Nutzung von spezieller Anwendungssoftware oder Programmbibliotheken auf den Rechnern der GWDG,
- Nutzung von Informationsdiensten der GWDG (NetNews, Listserver, WWW-Server),
- Nutzung von Mail-Servern der GWDG (über SMTP-, IMAP- oder POP-Protokolle),
- Nutzung von File- und Archiv-Server-Diensten auf den Rechnern der GWDG,
- Nutzung des ,,Anonymous-FTP"-Servers der GWDG mit derzeit ca. 30 GByte Daten und Software - meist als Spiegelung interessanter Software aus dem Internet,
- Nutzung von Drucker-, Plotter- und andere spezielle Ausgabediensten über Rechner der GWDG.
Näheres auf dem WWW-Server der GWDG unter:
http://www.gwdg.de/
Dienste der Staats- und Universitätsbibliothek sind
Bei den CD-ROM-Datenbanken betreibt die SUB zwei verschiedene Systeme: ein PC-Netz-basiertes System und das ERL-System (Electronic Reference Library), wobei über die letztere Variante nicht alle CDs verfügbar sind. Dafür kann auf das ERL-Systeme praktisch mit beliebigen Systemen zugegriffen werden, insbesondere über das Telnet-Protokoll, ein WWW-Interface oder spezielle Clienten-Software.
Weitere Informationen zur SUB stellt der WWW-Server der Staats- und Universitätsbibliothek
(http://www.sub.uni-goettingen.de) zur Verfügung.
Netzanbindung an das Wissenschaftsnetz und das Internet
Die dritte Dienstgruppe ist wiederum ein Dienst der GWDG, die, unter Nutzung des B-WIN Anschlusses, die externen Netzanbindungen für alle am GÖNET beteiligten Rechner bereitstellt. Damit haben alle Nutzer des GÖNETs die Möglichkeit folgende Dienste ohne weitere Formalitäten zu nutzen.
9.7 Nutzung von Netzwerkdiensten
Um die genannten Dienste zu nutzen, bedarf es bei den Dienstnutzern (Clienten) einer sinnvollen Rechnerausstattung und geeigneter Kommunikationssoftware. Dabei kommt es auch darauf an, in welche der drei Hauptkategorien die Endgeräte fallen:
Die GWDG hilft bei der Auswahl der geeigneten Software und steht bei der Installation, im Fall von Unklarheiten, mit Rat und Tat zur Verfügung. Dies gilt auch für die Unterstützung beim Aufbau von lokalen Netzes in den Instituten.
Daher soll an dieser Stelle nochmals auf das Dienstleistungsangebot der GWDG hingewiesen werden. (siehe auch
http://www.gwdg.de/Allgemeines/AG0/dienste.html).
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