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DNA-basierende Reduzierung der Bandbreite

Peribit drückt Weitverkehrskosten von Firmen

Schlagartig WAN­Kosten vierteln 

PERIBIT KOMMT NACH MITTELEUROPA

Durch ein neues Verfahren zur Datenverdichtung, das der DNA-Sequenzanalyse aus der Gentechnik entlehnt ist, lassen sich auf einen Schlag 60 bis 90 Prozent an WAN-Bandbreite einsparen. Das behauptet jedenfalls das US-Unternehmen Peribit, das jetzt mit einer Niederlassung in München auch den mitteleuropäischen Markt erobern will.

Die klassische Methode zur Behebung von Bandbreitenengpässen im Weitverkehrsnetz ist die Anmietung weiterer Übertragungskapazitäten und der Zukauf von neuem WAN-Equipment. Letzteres bedeutet oft nicht unerhebli­che Investitionen, ersteres lässt die monatlichen Kosten nach oben schnellen. In Zeiten überfüllter Auftragsbü­cher und gut zweistelligem Umsatzwachstum mögen sich Unternehmen mit solchen “Lappalien“ kaum befassen, ist jedoch Ebbe in der Kasse, heißt es nach Alternativen su­chen.

Während also normaler­weise die Ciscos, Nortels, Alcatels und Siemens‘ dieser Welt gerne mit Lösungen zur Seite stehen, sieht sich vor diesem Hintergrund der New­comer Peribit in der besseren Position. Das Unternehmen wurde erst vor etwa zweieinhalb Jahren gegründet und zieht —  wie viele Firmen im Silicon Valley — sein Technologie-Know-how primär aus Forschungsergebnissen der nahe gelegenen Stanford-Universität. So kommt von dort Amit Singh, einer der Grün­der von Peribit und heute Chief Technohogy Officer. Singh war es auch, der sich mehrere Jahre mit biomedizinischer Informatik beschäftigt hat und im Rahmen seiner Forschungen die wesentliehen Algorithmen zur der “Molecular Sequence Reduction“ (MSR) entwickelte. Das Patent für MSR bildet heute die Geschäftsgrundlage von Peribit.

Die Idee, durch Datenreduktion entweder Platz auf einem Datenträger zu sparen oder eben Übertragungskosten zu senken, ist natürlich keineswegs neu. Im Unterschied zu den bislang für solche Zwecke eingesetzten Kompressionsverfahren, die auf Paketbasis arbeiten, abhängig von der Art des Datenverkehrs sind und nicht zuletzt an den Routern (für WAN-Verkehr) beträchtliche Prozessorleistung beanspruchen, betrachtet MSR einen längeren Datenstrom, kümmert sich nicht um die Art der Daten und arbeitet in Echtzeit. MSR basiert auf Verfahren, die ursprünglich zum Aufdecken von Strukturen in Genomsequenzen entwickelt wurden. Es findet wiederholt auftretende Datenmuster jeder Größe an einer beliebigen Stelle im Datenfluss und ersetzt sie durch ein Label. Je nach Verkehr eliminiert die Technologie so den Großteil der notwendigerweise zu übertragenen Daten, laut Peribit sogar bis zu 90 Prozent. “MSR erhöht die effektive Netzkapazität sofort um das Vier- bis Zehnfache“, so Shane Buckley, President Europe, Middle East, & Africa (EMEA) bei Peribit im Gespräch mit LANline. “Die erhöhte Kapazität führt unmittelbar zu einer höheren Netzwerkeffizienz, zu einer verbesserten Anwendungsleistung, zu einer besseren Fähigkeit zum Rollout neuer Anwendungen sowie — ganz wesentlich — zu niedrigeren monatlichen Übertragungskosten.“
 “Wir werden den WAN-Markt komplett aufrollen.“ Thomas Weiss, Director Central Europe bei Peribit

 Die neue europäische Niederlassung in München leitet Thomas Weiss, der wie sein Europa-Kollege Buckley, der President und CEO Jef Graham, sowie einige weitere Mitglieder des Top-Managements von Nortel Networks und 3Com zu Peribit stieß. Für den Aufbau einer Vertriebsstruktur sucht Thomas Weiss derzeit drei bis vier größere Systemintegratoren mit möglichst europaweiter Präsenz. Einer davon soll wohl PanDacom werden, die anderen waren zum Zeitpunkt des Gesprächs noch nicht spruchreif? “Wir werden den WAN-Markt komplett aufrollen“, verspricht Weiss. Nach seiner Auffassung verkaufen sich die Produkte des Unternehmens quasi von selbst — so jedenfalls die bisherigen Erfahrungen in den USA und England. Eines der beliebtesten Verkaufsargumente sind dort Testprodukte, die den Interessenten zur Verfügung gestellt werden. Für den Test reiche ein einziges Gerät. Ein spezieller Betriebsmodus emuliert den WAN-Verkehr so, als ob auch an den Gegenstellen jeweils ein Gerät installiert wäre und liefert genaue Statistiken, aus welchen sich auch exakt der Return on Investment (ROI) berechnen lässt. Dieser liege im Durchschnitt bei sechs Monaten. Bislang hat das Unternehmen zwei Appliances im Programm (SR-50 und SR­55), die sich jeweils per Softkey upgraden lassen. Die Preise beginnen bei 6000 Euro und reichen bis etwa 67.000 Euro — je nach Anzahl der freigeschalteten Lizenzen.

Großes Einsparungspotenzial sieht der Anbieter Peribit Networks im Bereich der WAN-Verbindungen:

Mit Hilfe seiner DNA-basierenden Produkte soll sich die für Übertragungen benötigte Bandbreite drastisch reduzieren lassen.

Was hat das menschliche Erbgut mit Datenströmen zu tun? Auf den ersten Blick nichts, werden viele sagen. Das ist nicht korrekt: Ähnlich wie die DNA sind Übertragungen in einem Netz aus verschiedenen, immer wiederkehrenden Elementen zusammengesetzt. In beiden Fällen entstehen dabei Muster, die sich wiederholen: Angaben des Herstellers Peribit Networks zufolge macht diese redundante Information etwa 70 bis 90 Prozent des gesamten Datenverkehrs aus.

Die von dem amerikanischen Unternehmen entwickelte Technik zielt darauf ab, diese Wiederholungen zu beseitigen. Sie geht zurück auf Forschungen im Umfeld der DNA-Sequenzanalyse. Peribit-Gründer Amit Singh entwickelte an der Universität Stanford einen Algorithmus, mit dem sich wiederkehrende Muster innerhalb des menschlichen Erbguts schnell erkennen lassen. Dieses Verfahren, bei dem es um aus vier Elementen zusammengesetzte Informationen geht, modifizierten die Experten dann so, dass es auf die Datenübertragung auf Byte-Ebene angewendet werden kann.

Und so können Unternehmen mit dem Verfahren sparen: Sie benötigen "Sequence Reducer" (SR), spezielle Hardwarekomponenten, die an beiden Enden einer WAN-Verbindung, jedoch innerhalb der Firewall-Grenzen des LAN, angeschlossen werden. Das ist deswegen notwendig, weil sonst die Daten innerhalb der VPN-Verschlüsselungstunnels, die zwischen einzelnen Firewalls aufgebaut werden, nicht komprimiert werden können.

Für die Übertragung über das WAN wurden häufig wiederkehrende Bit-Strukturen durch Labels ersetzt.

Weniger ist mehr

In den SRs untersucht Peribits Molecular Sequence Reduction (MSR) genannte Technik den Datenstrom auf sich wiederholende Bit-Strukturen, erfasst diese in einer Bibliothek und ersetzt die Informationen für die Übertragung durch ein Label. Auf der Empfängerseite wird dieser Prozess wieder umgekehrt. Die Hardware ist in zwei Versionen verfügbar: Der "SR-50" und der "SR-55" unterscheiden sich lediglich darin, dass das zweite Modell nicht nur Ethernet- und Fast-Ethernet-, sondern auch Gigabit-Ethernet-Anschlüsse unterstützt.

Das vorhandene Netz muss in keiner Weise verändert werden, außerdem erkennen sich an verschiedenen Firmenstandorten installierte Peribit-Geräte automatisch. Sie tauschen daraufhin Informationen aus, welche IP-Adressen die Rechner haben, die von ihnen jeweils abgedeckt werden. Weiterführende Konfigurationen und Auswertungen können Administratoren via Web-Browser vornehmen. Laut Hersteller reicht bereits die Analyse von 10 MB Datenvolumen aus, um alle für das jeweilige Unternehmen spezifischen Muster innerhalb der WAN-Übertragungen zu erkennen und abzulegen. Danach reduzieren die Komponenten automatisch den Datenstrom, wenn Rechner zwischen zwei mit den Lösungen ausgestatteten Standorten kommunizieren. Alle anderen Übertragungen werden ganz normal weitergeleitet, es besteht daher auch nicht die Notwendigkeit, sämtliche Niederlassungen mit der Lösung auszurüsten. Bis zu 100 Geräte lassen sich zu einer Community zusammenfassen. Besitzt ein Unternehmen mehr Standorte, können weitere Maschinen angebunden werden, was jedoch ein spezielles Netzdesign erfordert.

Peribit verspricht enorme Einsparungen: So soll sich die benötigte Bandbreite für WAN-Verbindungen im Optimalfall um den Faktor zehn reduzieren, die Kosten für WAN-Leitungen um bis zu 50 Prozent senken lassen.

Preis je nach Bandbreite

Über die Management-Konsole kann der Datenverkehr analysiert und ausgewertet werden. Dabei wird auch angezeigt, wie groß das Optimierungspotenzial ist. Shane Buckley, President Europa, Mittlerer Osten und Afrika bei Peribit, verspricht: "Wir sagen den Kunden genau, welchen Kapazitätsgewinn sie erwarten können."

Die Preise für die Geräte richten sich nach der von diesen unterstützten WAN-Bandbreite. Bis zu 256 Kbit/s kostet die Lizenz ca. 6.000 Euro. Höhere Durchsatzraten können per Lizenz-Upgrade freigeschaltet werden. Die Obergrenze liegt bei 45 Mbit/s (reduzierte Bandbreite). In dieser Ausstattung kosten die Komponenten dann ca. 67.500 Euro.           (ave)

Musteranalyse für die DNA-Analyse macht Netze schneller

Peribits Technik siebt identische Daten aus

Algorithmen, die für Anwendungen in der MolekuIarbiologie entwickelt wurden, setzt die im Mai 2000 gegründete Company Peribit Networks in seinem Weitverkehrsnetzequipment ein. So soll bis zu 90 Prozent an Bandbreite eingespart werden können.

Drei Quellen für sich wiederhoIende Datenströme im Weitver­kehrsnetz (WAN) eines Unter­nehmens nennt Thomas Weiß, Peribits Mitteleuropa-Direktor. Zum einen liegt die Ursache in häufig verwendeten Phrasen und Wörtern in Dokumenten und Mails. „Zusätzlich zu den Wiederholungen in Texten existiert noch häufi­ger ein viel größerer Pro­zentsatz an Redundanz bei den vielen identischen Ob­jekten, auf welche in einem Unternehmen zugegriffen wird, wie etwa Logos und Prä­sentationen.“

Als zweite Ursache nennt der Peribit-Manager identische Ge­schäftspraktiken und Arbeits­abläufe: „Mitarbeiter kopieren häufig E-Mails und leiten diese weiter, oftmals mit Anhängen, was sich wiederholende Über­tragungen derselben oder ähn­licher Daten zur Folge hat.“ Zudem benutzen Unterneh­men üblicherweise zentrale Datenbanken und Server, auf die die Mitarbeiter oft zugrei­fen. Diese häufig heruntergela­den Daten sind ebenfalls Ursa­che für sich wiederholende Übertragungen derselben Bitfolgen in einem Unterneh­mensnetz.

Der dritte Bereich, der redun­dante Daten erzeugt, liegt im Overhead der Unternehmensapplikationen. „Diese Anwen­dungen sind sehr ‚geschwät­zig‘ und kommunizieren häufig mit den verteilten Endpunkten, um sicherzustellen, dass sie korrekt synchronisiert sind und die Datenbeschaffenheit auf­rechterhalten wird“, so Weiß.

 User, ich habe die Daten geschrumpft

Um all diese redundanten Da­ten auszusieben, nutzen die Peribit-Produkte nun einen Al­gorithmus, der ursprünglich zum Aufspüren von gleicharti­gen Sequenzen in den langen Ketten des Erbmaterials DNA entwickelt worden ist. In den Produkten der SR-Serie (Sequence Reducer) von Peribit, die üblicherweise zwischen den LAN-Switches und dem WAN-Router platziert werden, fahnden die softwarebasierten Algorithmen analog nach den sich wiederholenden Bitmus­tern in den Weitverkehrsdaten.

„Die Algorithmen sind verlustfreie Reduktionstechniken, bei denen zuerst an dem einen Ende identifizierte Muster zu einem Dictionary hinzugefügt werden, und dann mit dem entfernten SR synchronisiert werden“, erläutert Weiß. „Re­dundante Daten werden durch einen Platzhalter ersetzt und auf der anderen Seite wieder durch die ursprünglichen Daten ausgetauscht. “Intelligente Mechanismen verhindern da­bei, dass keine unbekannten Muster ausgetauscht werden, bevor jeder SR weiß, welche Muster im Austauschprozess benutzt werden. Auf diese Weise soll Peribits Technologie - je nach Datenart - zwischen 60 und 90 Prozent der Band­breite einsparen.

Die Datenmenge, die nach gleichen Bitmustern durchstö­bert wird, reicht von minimal 4 Byte bis zu hunderten von Me­gabyte. Abhängig ist dies von dem im SR festgelegten Zeitfenster von 2 Millisekunden — mehr Latenzzeit lassen die Geräte also nicht zu.

„Was Peribit verspricht, klingt gut“, meint Instat-MDR-Analyst Norm Bogen. „Durch die Reduzierung der übertragenen Datenmenge müssen Unter­nehmen weniger Bandbreite kaufen — damit lässt sich jeden Monat eine Menge Geld spa­ren.“ 

Weitverkehrsverbindungen besser ausnutzen

Das Startup-Unternehmen Peribit hat eine Appliance entwickelt, mit der sich die Übertragungskapazität von WAN-Verbindungen um das Zehnfache steigern lassen soll. Möglich wird dies laut Hersteller durch die patentierte »Molecular Sequence Reduction«-Technologie. Sie nutzt die Musterübereinstimmungs-Verfahren (Pattern Matching) der DNA-Sequenzanalyse, um wiederkehrende Muster in den IP-Datenströmen zu erkennen und zu eliminieren.

Dabei untersucht das Gerät die Daten in Leitungsgeschwindigkeit (Wire Speed) auf Byte-Level und ersetzt die erkannten Muster durch deutlich kleinere Labels. Gleichzeitig speichert es die Labels in einer Datenbank, die auf allen Peribit-Systemen synchronisiert wird. Laut Hersteller beträgt die zusätzliche Verzögerung der Datenübertragung nicht mehr als maximal zwei Millisekunden.

Die SR-Systeme (Sequence Reducer) werden im lokalen Netz vor der Firewall installiert. Sie reduzieren nur die IP-Pakete, die an ein anderes, entferntes Netz mit Peribit-Appliance gerichtet sind. Der Grad der Kapazitätssteigerung hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Im Durchschnitt soll sich die Auslastung vorhandener WAN-Verbindungen nach Angaben von Peribit um das Vier- bis Fünffache erhöhen lassen.

Die Appliance lässt sich in einem Monitoring-Modus in das Netzwerk einbinden, ohne den Datenfluss zu beeinträchtigen. Damit können Unternehmen vor einer Kaufentscheidung genau feststellen, welche Ersparnisse mit den SR-Systemen in ihrem Netzwerk machbar sind. Die SR-Systeme unterstützen zudem Quality-of-Service-Funktionen, ohne Änderungen an Routern oder Switches vornehmen zu müssen. Der Administrator kann für Anwendungen wie HTTP, FTP, Oracle, Lotus Notes oder ICA bis zu acht Prioritätsstufen festlegen. Dabei bleiben die auf anderen Ebenen definierten Priorisierungen erhalten.

Das Gerät ist in zwei Versionen erhältlich: Die »SR-50« verfügt über zwei 10/100-Fast-Ethernet-Ports während die »SR-55« mit zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen (10/100/1000) bestückt ist. Sollte ein Systemfehler auftreten, schaltet die SR den Ethernet-Link mithilfe einer Pass-Through-Funktion automatisch durch. Auf Wunsch sind redundante Konfigurationen mit zwei SR-Appliances möglich, wodurch auch bei einem Port-Ausfall die Verbindung aufrechterhalten werden kann.

Die Preise richten sich nach der Bandbreite der WAN-Verbindung. Sie beginnen bei 6.000 Euro für die SR-50 mit einer 256-KBit/s-Leitung. Anwender können das System per Softwarelizenz-Upgrade jederzeit auf höhere Bandbreiten aufrüsten. Das Limit liegt derzeit bei 45 MBit/s (E3/T3). In dieser Version kostet das SR-System 67.500 Euro. Mit künftigen schnelleren Prozessoren sollen sich laut Peribit auch höhere Bandbreiten erzielen lassen.

Soll die Übertragungskapazität von WAN-Verbindungen um das Zehnfache steigern: Die Appliance »SR-50« von Peribit.

Unternehmen suchen fieberhaft nach Möglichkeiten, um ihre IT-Kosten zu senken.

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