Scalable and economic management of the Future Internet

D. Hausheer, B. Stiller
2009 e & i Elektrotechnik und Informationstechnik  
The Internet has evolved from an infrastructure supporting mainly e-mail and web applications, to a generic platform for a broad range of services, including Internet telephony (VoIP), Internet television (IPTV), Peer-to-Peer (P2P) file sharing, and many more. The proliferation of wireless and optical fiber technology has lead to an increase both in terms of network coverage and capacity, which is likely going to continue in the near future. As a consequence, the Internet is facing a tremendous
more » ... growth in the number of users and services, and the amount of traffic generated by them. However, the Internet architecture is still based on its original design which is facing a number of shortcomings, including but not limited to lack of scalability, mobility support, and security. In order to address these problems, possible solutions proposed in the scope of global and EU initiatives on the "Future Internet" range from evolutionary to revolutionary approaches. However, the future Internet will only be successful if economic aspects and requirements of users, service providers, and network operators are taken into account. To this end, appropriate incentives are needed for an economically efficient supply and use of network resources for different Internetbased services. Furthermore, the relation between technology and these economic aspects -termed techno-economics -are of critical importance for a successful new Internet. This paper provides an overview on such different aspects, describes a basic model for the future Internet, and discusses challenges of a scalable and economic management of the future Internet. In addition, it presents and discusses selected areas of importance, including economic management of future Internet traffic and services as well as traffic analysis in the future Internet. Abstract The Internet has evolved from an infrastructure supporting mainly e-mail and web applications, to a generic platform for a broad range of services, including Internet telephony (VoIP), Internet television (IPTV), Peer-to-Peer (P2P) file sharing, and many more. The proliferation of wireless and optical fiber technology has lead to an increase both in terms of network coverage and capacity, which is likely going to continue in the near future. As a consequence, the Internet is facing a tremendous growth in the number of users and services, and the amount of traffic generated by them. However, the Internet architecture is still based on its original design which is facing a number of shortcomings, including but not limited to lack of scalability, mobility support, and security. In order to address these problems, possible solutions proposed in the scope of global and EU initiatives on the "Future Internet" range from evolutionary to revolutionary approaches. However, the future Internet will only be successful if economic aspects and requirements of users, service providers, and network operators are taken into account. To this end, appropriate incentives are needed for an economically efficient supply and use of network resources for different Internetbased services. Furthermore, the relation between technology and these economic aspects -termed techno-economics -are of critical importance for a successful new Internet. This paper provides an overview on such different aspects, describes a basic model for the future Internet, and discusses challenges of a scalable and economic management of the future Internet. In addition, it presents and discusses selected areas of importance, including economic management of future Internet traffic and services as well as traffic analysis in the future Internet. Zusammenfassung Das Internet hat sich zu einer Infrastruktur fortentwickelt, welche im besonderen E-mail und Web-Anwendungen zu einer generischen Plattform hat gedeihen lassen, die ein breites Feld an modernen Diensten, wie beispielsweise Internet-Telefonie (VoIP), Internet-Fernsehen (IPTV) sowie den Peer-to-peer (P2P) Datenaustausch, unterstützt. Die Verbreitung von drahtlosen und optischen Übertragungstechnologien hat ferner zu einer weiteren Steigerung in bezug auf die Netzabdeckung als auch die verfügbaren Bandbreiten geführt, welches sich sehr wahrscheinlich in naher Zukunft noch nicht verlangsamen wird. Daraus läßt sich folgern, daß das Internet einen gewaltigen Schub in Form eines Benutzer-und Dienstewachstums erleben wird, was wiederum zu einem ansteigenden Datenvolumen führen wird. Jedoch ist das Internet noch heute auf der Grundlage der ersten Entwurfs-und Entwicklungsideen der 70-er Jahren des letzten Jahrhunderts basiert, was zu einer Reihe von Engpässen geführt hat. Diese umfassen unter anderem eine nicht gute Skalierbarbeit mit den Benutzeranzahlen, eine schlechte Mobilitätsunterstützung und teilweise schwache Sicherheitsmechanismen. Um diese Bereiche in einem ganzheitlichen Ansatz anzugehen, wurde die EU-Initiative "Future Internet -Das zukünftige Internet" mit einem Portfolio an evolutionären sowie revolutionären Ansätzen lanciert. Aber neben diesen wichtigen technischen Rahmenbedingungen sind die ökonomischen Aspekte und Anforderungen von Benutzern, Dienstanbietern sowie Netzwerkdienstleistern ebenfalls wesentlich, um einen erfolgreichen und neuen Internet-Ansatz zu etablieren. Dazu gehören geeignete Anreizsysteme, die sowohl für ein ökonomisch effizientes Angebot als auch einen ökonomisch effizienten Gebrauch der verschiedenen Internet-Dienste sorgen. Schließlich sind die Beziehungen zwischen technologischen und ökonomischen Eigenschaften im Sinne einer zu definierenden techno-ökonomischen Sichtweise von zentraler Bedeutung für ein zukümftig erfolgreiches Internet. Dieses Papier stellt aus diesem Grunde einen Überblick bereit, welcher die verschiedenen Aspekte und Herausforderungen eines skalierbaren und ökonomischen Steuerungsansatzes für das zukünftige Internet, vereint mit einem Entwurf für ein grudlegendes Modell, diskutiert. Ferner werden im speziellen die Bereiche des ökonomischen Verkehrs-und Dienste-Managements sowie der skalierbaren Verkehrsanalyse des zukünftigen Internets behandelt.
doi:10.1007/s00502-009-0653-1 fatcat:kknleyr6mncypizfi3xloo2gaq