RMDT – zuverlässiger Mehrziel-Datentransport
Ein Forschungsdatensatz soll mehrere Labore erreichen. Ein Videostrom wird gleichzeitig an verschiedenen Standorten benötigt. In beiden Fällen reicht es nicht, die Daten nur abzusenden: Jeder Empfänger braucht eine vollständige, nutzbare Kopie, obwohl die Wege durch das Netz unterschiedliche Eigenschaften haben können.
Das am FILA entwickelte Reliable Multi-Destination Transport Protocol (RMDT) fasst diese Übertragungen in einer Transportsitzung zusammen. Es nutzt UDP über bestehende IP-Verbindungen und ergänzt die Mechanismen für zuverlässige Zustellung und die Steuerung der Senderate. Die Forschungsfrage lautet, wie Daten weiterfließen können, wenn Rückmeldungen spät eintreffen, Pakete fehlen und Empfänger unterschiedliche Netzbedingungen vorfinden.
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Ein Sender versorgt mehrere Empfänger. Rückmeldungen und die erneute Übertragung fehlender Pakete gehören zur zuverlässigen Verteilung.
Die Empfänger melden, was auf ihren Übertragungswegen passiert. Diese Rückmeldungen helfen dem Sender, auf fehlende Daten zu reagieren und seine Senderate anzupassen. Mehrere Unicast-Ströme können zu derselben Sitzung gehören; dafür muss zwischen den Standorten kein IP-Multicast auf Netzebene verfügbar sein.
Eine aussagekräftige Auswertung verfolgt die Daten bis zu den Empfängern. Neben dem Goodput, also der Rate nutzbar zugestellter Daten, werden Verlustbehandlung, Verzögerung sowie Rechen- und Speicheraufwand an den Endpunkten betrachtet. Eine schnelle Leitung allein sagt noch nicht, ob ein vollständiger Datensatz oder ein nutzbarer Strom rechtzeitig ankommt.
Zur früheren RMDT-Forschung gehört Bottleneck Queue Level (BQL), ein verzögerungsbasierter Ansatz zur Überlastkontrolle. Er verbindet die Nutzung verfügbarer Bandbreite mit dem Ziel kurzer Warteschlangen am Engpass. Das ergänzt die Verlustbehandlung: Eine erneute Übertragung repariert fehlende Daten; die Anpassung der Senderate reagiert auf die verfügbare Kapazität.
Mit der Entfernung kommt eine weitere Herausforderung hinzu. Zwischen dem Absenden und der Rückmeldung vergeht Zeit. Auf einer Verbindung mit hoher Kapazität können bereits viele Daten unterwegs sein, bevor der Sender von einer Änderung erfährt. Das Bandbreiten-Verzögerungs-Produkt macht diese Menge greifbar.
Wenn Sie RMDT für einen eigenen Versuch einsetzen möchten, besprechen Sie mit dem FILA-Team die passende Implementierung und Dokumentation. Nennen Sie die Zielplattform, den Mess- oder Übertragungsfall und die benötigten Vergleichsdaten.
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Je länger die Umlaufzeit, desto mehr Daten können gleichzeitig unterwegs sein: bei 10 Gbit/s sind es 125 MB für 100 ms RTT und 375 MB für 300 ms RTT. Rechenbeispiel in dezimalen MB: BDP = Datenrate × RTT ÷ 8.
Das Rechenbeispiel erklärt, warum die Rückmeldezeit auf langen, schnellen Wegen wichtig ist. Es zeigt die Größenordnung gleichzeitig übertragener Daten und misst keine RMDT-Leistung. Für einen Protokollvergleich müssen Empfängerzahl, Verzögerung, Paketverluste und konkurrierender Verkehr angegeben werden.
Bei einer größeren Empfängergruppe stellt sich anschließend die Frage, wer Daten an wen weiterleitet. Application-Layer-Multicast wählt einen Verteilbaum; RMDT liefert den Transportkontext. LTest hilft bei der Analyse des Paketverhaltens, HighPerTimer bei lokalen Zeitoperationen. AI-RMDT führt diese Forschung in Richtung lernender Transportsteuerung sowie verwandter Verteilungs- und Synchronisationsverfahren weiter.
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Ausgewählte Publikationen
- Nikolai Mareev, Dmitry Kachan, Eduard Siemens (2022). Multipoint Data Transmission Issues in High Bandwidth-Delay Product TCP/IP Networks. Progress in Advanced Information and Communication Technology and Systems, Lecture Notes in Networks and Systems 548, 277–295 (Springer) DOI: 10.1007/978-3-031-16368-5_14.
- Kirill Karpov, Dmitry Kachan, Veronika Kirova, Ali Ghermezian, Daria Koshutina, Eduard Siemens (2025). Tunable Multi-Objective Tree Synthesis for Application-Layer Multicast. Proceedings of the International Conference on Applied Innovations in IT (ICAIIT), 13(5), 69–74 DOI: 10.25673/122809.
