Time-Critical Clouds
- Reference number
- RIT15-0075
- Start and end dates
- 160701-220630
- Amount granted
- 26 334 344 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Many important societal systems are already built on top of the public cloud infrastructure. The key property that is missing from today's cloud infrastructure is the ability to execute data transactions within a delay bound. Unfortunately, simply using more bandwidth in the underlying network does not guarantee low latency. We strongly believe that the key in making important societal applications possible is to build mechanisms that make it possible to enforce latency in the cloud infrastructure. These time-critical clouds will for example enable vehicle control in Intelligent Transportation Systems (ITS), leading to increased safety, energy efficiency, and more efficient use of the transport infrastructures. We will work on three tracks of research that enable and support automated processes: (1) smart networks that will be constantly monitoring and improving their performance, (2) smart system architecture using cross-layer integration of networks with cloud services to allow these services to guarantee low latency for time-critical applications, and (3) smart cloud services themselves that use adaptive mechanisms to quickly react to changes in network conditions that were not resolved by the network itself. Our key use case will be a time-critical data transaction between the source A at the edge of the network, over the core-network, to the destination datacenter B. We will prove the concept by performing data transactions in less than 250 ms within Sweden.
Popular science description
Dagens samhälle och industrier bygger alltmer på telekommunikation och nätverkstjänster för ökad övervakning och automatisering av olika processer. Denna utveckling leder inte bara till utökade behov av automatisk hantering av stora datamängder, utan även till allt starkare krav på kortare överföringstider av data till och från uppkopplade kommunikations- och nätverksenheter. Tidskritisk dataöverföring är en av grundpelarna för utvecklingen av nya nätverkstjänster och automatiserade tillämpningar, men är idag en teknisk utmaning som utgörs av växande komplexa kommunikationssystem och infrastrukturer bestående av uppkopplade sensorer, mobiltelefoni, stamnät och datacentra med stor geografisk spridning. Möjligheten att lagra och hantera data i realtid är en förutsättning för framtidens smarta transportsystem och nätverk, automatiska styrprocesser i industrin, fjärrmedicinska tillämpningar, och övriga sensorbaserade system som bygger på informationsutbyten under mycket korta tidsskalor. För automatiserade processer och tillämpningar i stor skala erbjuder molntjänster betydligt bättre tekniska och ekonomiska lösningar, eftersom infrastrukturer för särskilda ändamål i längden blir svåra och dyra att underhålla. Storskalig hantering av virtualiserade och fysiska nätverksinfrastrukturer kräver i allmänhet en hög grad av automation för konfiguration och styrning av olika nätverkstjänster i enlighet med särskilda prestandakrav. Autonom nätverkshantering är speciellt nödvändigt för tidskritiska tjänster eftersom datatrafik dynamiskt behöver styras om i nätet givet ett visst tidskrav. För detta krävs övervakningsverktyg och automatisk hantering av nätverksresurser. För tidskritiska dataöverföringar i molnet krävs dessutom en utökad arkitektur som tillåter tjänstevirtualisering över olika typer av infrastrukturer och mellan involverade telekom- och tjänsteoperatörer. I samarbete med fordons- och telekomindustrin kommer vi att genomföra grundläggande forskning med målet att utveckla nödvändig nätverksteknik för tidskritiska molntjänster. Baserat på djuplodande studier kring hur fördröjningar i nätverkskommunikation uppstår kommer vi att utveckla autonoma lösningar för tidskritisk dataöverföring, vilka kommer att utvärderas utifrån ett testfall inom intelligenta transportsystem. Insikter och forskningsresultat kommer att vara vägledande för den tekniska utvecklingen av framtida automatiserade samhälls- och industritillämpningar.