Volume 55, Issue 4 -

The Internet is in a state of constant flux. This property of the Internet, that stems from the pressure from its continuously reinvented usage, makes it a lively environment, which must be re-assessed fundamentally from time to time. In this article, we review recent trends that have radically changed our perception of what the Internet is. Popular applications such as Youtube and Facebook have demonstrated the massive scale at which services can be delivered across the Internet. This has been possible only thanks to the massive deployment in content delivery infrastructures, leading to the rise of the Cloud paradigm. Recent studies from the research community have observed the consequences of this growth in the Internet infrastructure, through structural changes in the Internet topology and traffic patterns. The increasingly dynamic nature of Internet traffic patterns asks for improved capabilities to engineer traffic, that require a completely different level of programmability from the network. Software-defined networking is expected to fill this gap. Overall, the picture of the Internet that we draw in this article is the one of a very dynamic, challenging, and exciting playground. Zusammenfassung Die einzige Konstante im Internet ist die stetige Veränderung. Durch die ständig neuen Anforderungen und Nutzungsverhalten muss das Internet von Zeit zu Zeit grundsätzlich überdacht werden. In diesem Artikel untersuchen wir Trends, welche unsere Auffassung vom Internet radikal geändert haben. Populäre Anwendungen wie Youtube und Facebook sind Beispiele für die neuen, massiv skalierbaren Services im Internet. Sie wurden möglich durch die Verbreitung von so genannten Content Delivery Infrastrukturen, die auch zum Cloud Computing Paradigma führten. Neue Studien zeigen die Auswirkungen dieses Wachstums an Infrastruktur, sowohl bezüglich strukturellen Änderungen und Verkehrsmustern. Das immer dynamischere Internet erfordert ein “Traffic Engineering”, welches auf einem programmierbaren Netzwerk basiert. Software-Defined Networking bietet eine solche Lösung. Dieser Artikel zeigt auf, dass das Internet ein sehr interessantes aber auch anspruchsvolles Spielfeld geworden ist.

Crowdsourcing is an emerging service platform and business model in the Internet. In contrast to outsourcing where a job is performed by a designated contractor, with Crowdsourcing, jobs are outsourced to a large, anonymous crowd of workers, the so-called human cloud. The rise of Crowdsourcing and its seamless integration in current workflows may have a huge impact on the Internet and on society, and will be a guiding paradigm that can form the evolution of work in the years to come. In this article, we discuss applications and use cases of Crowdsourcing to demonstrate the impact on Internet usage. Novel measurement approaches are presented and the impact of Crowdsourcing on Internet traffic is evaluated by measuring the activity of a particular Crowdsourcing platform. New technical solutions are necessary for the operation of efficient, distributed Crowdsourcing platforms. Special attention is drawn to the integration of machine clouds and human crowds, and appropriate inter-cloud solutions. Finally, we discuss current research challenges from a scientific and from the platform provider´s point of view. Zusammenfassung Crowdsourcing ist ein neues Geschäftsmodell, welches derzeit im Internet wachsende Bedeutung gewinnt. Die Grundidee ist vergleichbar mit Outsourcing, also dem Auslagern von Aufgaben an dedizierte externe Unternehmen, wobei beim Crowdsourcing die Arbeiten über Mediator Plattformen an eine große, anonyme Masse von Arbeitnehmern vergeben werden. Der zunehmende Einsatz von Crowdsourcing in verschiedenen Geschäftsfeldern, sowie dessen nahtlose Integration in vorhandene Arbeitsabläufe vermag einen Teil der Arbeitswelt wie wir sie kennen zu revolutionieren und könnte somit großen Einfluss auf die Gesellschaft haben. Damit einhergehend steigen die Relevanz der internetbasierten Crowdsourcing-Plattformen und auch das durch Crowdsourcing bedingte Verkehrsaufkommen im Internet. In diesem Artikel werden aktuelle Anwendungsmöglichkeiten von Crowdsourcing diskutiert und deren Auswirkungen auf das derzeitige Internet illustriert. Um ein Verständnis des von Crowdsourcing-Plattformen erzeugen Verkehrs zu gewinnen, wurde die Nutzeraktivität auf einer aktuellen Crowdsourcing-Plattform untersucht. Ferner eröffnet die Integration von Cloud-Computing und Crowdsourcing neue Möglichkeiten für zukünftige Dienste und Dienstleistungen, allerdings müssen hierfür unter Anderem noch geeignete Schnittstellen zum Datenaustausch und Mechanismen zur automatisierten Verteilung von Aufgaben entwickelt und standardisiert werden. Zum Abschluss des Artikels werden weitere für Crowdsourcing aktuell wichtige Forschungsfragen aus Wirtschaft und Wissenschaft aufgeführt.

Internet routing is based on implicit trust assumptions. Given the critical importance of the Internet and the increasing security threats, such simple trust relationships are no longer sufficient. Over the past decade, significant research has been devoted to securing the Internet routing system. The Internet Engineering Task Force (IETF) is well along in the process of standardizing routing security enhancements (Secure Inter-Domain Routing — SIDR, Keying and Authentication for Routing Protocols — KARP, etc.). However, the research challenges are not over: not only do these new protocols need to be tested for protocol conformance and interoperability, they also need to be evaluated both for their security properties and scaling performance. The purpose of this paper is two-fold: we outline the main security challenges in inter-domain routing and argue that research in this area has barely begun; and we take a closer look at a production implementation of one component and evaluate it at a fairly large scale. We discuss the difficulties we experienced and lessons learned; we also present some initial results. Zusammenfassung Als die Protokolle für das Internet entwickelt wurden, hat man sich um Sicherheitsfragen nicht wirklich gekümmert. Heute jedoch hat das Internet an Wichtigkeit zugenommen und ganz besonders im Bereich Routing reicht das Vertrauen zwischen den Internet-Anbietern nicht mehr aus. Während der letzten Dekade wurde viel Arbeit investiert, um das Routing System des Internet sicherer zu machen. Die Internet Engineering Task Force (IETF) ist nun endlich dabei, die Sicherheitsstandards für das Routing im Internet festzulegen (siehe unter anderen die Arbeiten von SIDR in der IETF — Secure Inter-Domain Routing und KARP — Keying and Authentication for Routing Protocols). Allerdings kann nicht davon gesprochen werden, dass die Herausforderungen bewältigt wären: diese neuen Protokolle müssen auf Stimmigkeit und fehlerfreies Zusammenarbeiten getestet werden, zudem sind sie auf ihre Sicherheitseigenschaften und Skalierbarkeit zu überprüfen. Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist zum einen, dass wir den Stand und die Herausforderungen im Bereich Inter-domain Routing Sicherheit diskutieren und zeigen, dass die Forschung auf diesem Gebiet gerade erst begonnen hat; zum anderen werfen wir einen kritischen Blick auf die ersten Implementierungen und evaluieren sie in einem größeren Labor. Wir erläutern Schwierigkeiten und was wir bei unseren Versuchen gelernt haben, darüberhinaus präsentieren wir einige erste Messergebnisse.

We present a generic and flexible architecture to realize CloudNets: virtual networks connecting geographically distributed cloud resources (such as storage or CPU) with resource guarantees. Our architecture is federated and supports different (and maybe even competing) economical roles, by providing explicit negotiation and provisioning interfaces. Contract-based interactions and a resource description language that allows for aggregation and abstraction, preserve the different roles´ autonomy without sacrificing flexibility. Moreover, since our CloudNet architecture is plugin based, essentially all cloud operating systems (e. g., OpenStack) or link technologies (e. g., VLANs, OpenFlow, VPLS) can be used within the framework. This paper describes two roles in more detail: The Physical Infrastructure Providers (PIP) which own the substrate network and resources, and the Virtual Network Providers (VNP) which can act as resource and CloudNet brokers and resellers. Both roles are fully implemented in our wide-area prototype that spans remote sites and resources. Zusammenfassung Wir beschreiben eine generische und flexible Architektur, um Cloud Netzwerke (kurz: CloudNets) zu realisieren. CloudNets sind virtuelle Netzwerke, die weltweit verteilte Cloud-Ressourcen verbinden (mit Qualitätsgarantien). Unsere Architektur ist föderiert und unterstützt mehrere (eventuell sogar konkurrierende) ökonomische Spieler, indem sie explizite Verhandlungs- und Administrationsschnittstellen anbietet. Durch vertragsbasierte Interaktionen und eine Ressourcenbeschreibungssprache, welche Aggregationen und Abstraktionen zulässt, ist die Autonomie der unterschiedlichen Rollen ohne Flexibilitätsverluste gewährleistet. Durch einen Plugin-basierten Aufbau kann die CloudNets-Architektur mit beliebigen Cloud-Betriebssystemen (z. B. OpenStack) und Linktechnologien (z. B. VLANs, OpenFlow, VPLS) umgesetzt werden. Dieser Artikel befasst sich insbesondere mit den folgenden zwei Rollen: Dem Provider der physikalischen Infrastruktur (PIP)}, welcher das Substrat und dessen Ressourcen besitzt und unterhält, und dem Virtuellen Netzwerk Provider (VNP), welcher als Ressourcen- oder CloudNet-Broker auftreten kann. Die VNP-Rolle kann dabei sogar rekursiv sein. Sowohl die PIP- als auch die VNP-Rolle sind in unserem wide-area Prototyp vollständig implementiert.

Application integration can be performed on three levels: the data source level, the business logic level, and the user interface level. Approaches of the latter kind include, e. g., portal and mashup solutions. Deeper integration offering rich interaction possibilities usually leads to strong dependencies between applications, and requires deep knowledge of those applications. To reduce such dependencies, ontologies have been proposed as an inter-lingua mediating between the applications. While there have been approaches for using ontologies for integration on the data source and business logic level, this dissertation is the first approach for ontologybased application integration on the user interface level. It discusses the development of suitable formal ontologies, the use of reasoning and rule-based event processing, as well as aspects such as performance and seamless cross-technological interaction. Zusammenfassung Applikationen können auf drei Ebenen integriert werden: der Daten-, der Geschäftslogik- und der Nutzerschnittstellenebene. Ansätze der letztgenannten Art umfassen zum Beispiel Portal- und Mashup-Lösungen. Tiefere Integration, die reichhaltige Interaktionsmöglichkeiten bietet, führt dabei in der Regel zu stärkeren Abhängigkeiten zwischen den integrierten Anwendungen, und erfordert tieferes Wissen über die integrierten Anwendungen. Um solche Abhängigkeiten zu reduzieren, bieten sich Ontologien als inter-lingua an, um zwischen Applikationen zu vermitteln. Während in der Vergangenheit bereits ontologiebasierte Applikationsansätze auf Daten- und Geschäftslogik-Ebene entwickelt wurden, untersucht diese Dissertation den ersten Ansatz auf der Nutzerschnittstellenebene. Sie beschreibt die Entwicklung geeigneter formaler Ontologien, den Einsatz von Reasoning und regelbasierter Event-Verarbeitung ebenso wie Aspekte des Laufzeitverhaltens und der Implementierung nahtloser Interaktionen über Technologiegrenzen hinweg.