Kompetenzzentrum Netzwerke und verteilte Systeme
Netzwerke und verteilte Systeme sind in fast allen Bereichen ein entscheidender Innovationsträger. Dies gilt in ganz besonderem Maß auch für die im Forschungsprofil der Frankfurt University of Applied Sciences ausgewiesenen drei Schwerpunkte „Mobilität und Logistik“, „Digitalisierung“ und „Informations-/Kommunikationstechnologien“. Daher ist die Besetzung des Querschnittthemas „Netzwerke und verteilte Systeme“ durch Forschende der Hochschule in Form eines Kompetenzzentrums naheliegend.
Von intelligenter Verkehrsinfrastruktur über Supply Chain Management und Smart Grid bis hin zu Ambient Assisted Living: Die meisten Innovationen in diesen Bereichen sind ohne Netzwerke und verteilte Systeme undenkbar. Das Kompetenzzentrum für Netzwerke und verteilte Systemen bündelt die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten von sieben Forschungsgruppen der Hochschule auf diesem Feld. Dadurch wird eine engere Kooperation innerhalb der Hochschule und mit unseren externen Partnern gefördert. Durch die Fokussierung verfolgt das Kompetenzzentrum die Strategie, das Potenzial einzelner Forschungsfelder durch Kooperationen mit den anderen Forschungsgruppen am Standort zu optimieren und Synergien, die sich durch die Bündelung von Ressourcen und Fähigkeiten ergeben, konsequent zu nutzen.
Das Kompetenzzentrum für Netzwerke und verteilte Systeme des Fachbereichs 2 besteht aus zahlreichen Wissenschaftlern/innen und Studierenden. Unsere Projekte drehen sich um fortschrittliche Problemlösungen sowie die Nutzung neuer Ideen in der Praxis. Wir engagieren uns bei der Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern/innen und der Einrichtung von interdisziplinär angelegten Promotionsverbünden.
Ausgehend von der Umsetzung abstrakter Forschungserkenntnisse in die praktische Anwendung steht neben der Entwicklung innovativer Zukunftstechnologien auch deren erfolgreicher Transfer in unserem Fokus. Neben Unternehmen jeder Größe sind unsere Kooperationspartner öffentliche Einrichtungen und andere Hochschulen, die uns bei der Forschung unterstützen. Ein intensiver Austausch mit Projektpartnern aus der Praxis liefert wertvolle wissenschaftlich-technische Innovationen. Durch die kontinuierliche Einbindung der Unternehmenspartner wird eine praxisnahe und an den Anforderungen des Marktes ausgerichtete Umsetzung gewährleistet. Die daraus resultierenden Ergebnisse können in Form von Produkten und Dienstleistungen in Technologien, Prozesse und Verfahren einfließen, mit denen die Auftraggeber auf dem globalen Markt konkurrenzfähig sind. Somit bieten unsere Projekte einen hohen Nutzen für alle Projektbeteiligten und dienen insbesondere der Stärkung des Standorts Hessen.
Unsere Forschungsgruppen im Detail
Die Forschungsgruppe für Netzwerksicherheit, Informationssicherheit und Datenschutz erforscht und entwickelt Sicherheitstechnologien der nächsten und übernächsten Generation. Die Gruppe besteht derzeit aus sechs Wissenschaftlern, die durch zahlreiche Studierende unterstützt werden. Die Projekte drehen sich rund um die Themen Netzwerk- und Systemsicherheit, Sicherheitsorganisation, -bewertung und -management, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit komplexer Systeme, Netzwerkmanagement und technischen Datenschutz.
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Kooperationspartner sind neben Unternehmen jeder Größe auch öffentliche Einrichtungen wie das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, mit dem gemeinsam das VAIR-Tool zur Bewertung der Verfügbarkeit der Infrastruktur in Rechenzentren entwickelt wurde. Im Fokus steht neben der Entwicklung innovativer Zukunftstechnologien auch deren erfolgreicher Transfer in die Praxis. So wurde im DaNe-Projekt eine marktreife Software entwickelt, mit der kleine und mittelständische Unternehmen den sicheren und datenschutzkonformen Betrieb ihrer IT-Infrastruktur selbst in die Hand nehmen können. Als Vermittler von abstrakten Forschungserkenntnissen in die praktische Anwendung entwickelt die Gruppe Technologien, Prozesse und Verfahren, mit denen die Auftraggeber auf dem globalen Markt konkurrenzfähig sind.
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Die Forschungsgruppe Betriebssysteme und Computernetze beschäftigt sich mit den aktuellsten Themen aus Forschung und Praxis in diesen beiden für die Informatik elementaren Schwerpunktthemen. Betriebssysteme und Computernetze sind wichtige Themen der praktischen Informatik und zum geringeren Teil auch der technischen Informatik.
Betriebssysteme sind die Schnittstelle zwischen der Hardware eines Computers und seinen Benutzern und deren Softwareprozessen. Zudem verwalten Betriebssysteme die Hardwarekomponenten eines Computers und die gespeicherten Daten. Zu den aktuellsten Themen, mit denen sich diese Forschungsgruppe beschäftigt, gehören leichtgewichtige Betriebssysteme für eingebettete Systeme und Internet-of-Things-Anwendungen, Container- und Anwendungsvirtualisierung, moderne Dateisysteme und ganz allgemein die Förderung von freier Software.
Im Bereich Computernetze beschäftigt sich die Forschungsgruppe in erster Linie mit verschiedenen Möglichkeiten zur Vernetzung mobiler Systeme, modernen Standards für leistungsstarke und energiesparende Funknetze sowie Protokolle zur Realisierung von zuverlässigen und sicheren Verbindungen auf den relevanten Ebenen der Referenzmodelle.
Mobile Computing, d.h. der ortsungebundene Einsatz von Computern, verbunden mit der Nutzung von Sensordaten, die aus der Umgebung Information erzeugen, sowie die Vernetzung verschiedener, verteilter mobiler Systeme spielen eine immer wichtigere Rolle in der Informatik, sowohl unter Forschungs‐ als auch unter praktischen Gesichtspunkten. Die Forschungsgruppe Mobile Computing untersucht den praktischen Einsatz dieser Technologien und dafür relevante (verteilte) Algorithmen.
Die Themen umfassen u.a. Human Activity Recognition (HAR), Channel State Information (CSI), Location Based Services (LBS), Sicherheitsaspekte des Mobile Computing, Verteilte Systeme (einschl. Peer‐to‐Peer), Software Engineering für Embedded Devices, (Anwendungs‐) Protokolle (WebRTC), Anbinden von Backend Services und Integration von bzw. in Social Networks. Im Zentrum der Aktivitäten steht dabei nicht nur die innovative Entwicklung neuer Technologien, sondern vor allem auch deren erfolgreiche Umsetzung in die Praxis. Die Forschungsgruppe sieht sich als Vermittler von abstrakten Forschungserkenntnissen für die praktische Anwendung und arbeitet eng mit den Forschungsgruppen HAR, CSI, WSN & IoT sowie mit der Forschungsgruppe Industrial Data Science (INDAS) zusammen.
In der Forschungsgruppe für Telekommunikationsnetze wird die Zukunft der Kommunikationsnetze (Next Generation Networks, Future Networks, 5G, 6G) erforscht. Die gegenwärtigen Arbeitsschwerpunkte sind „Wireless Mesh Networks (WMN)“, „Virtualisierung von Netzfunktionen und Network Slicing“, „5G“, „Machine-to-Machine-Communications (M2M) und Internet of Things (IoT)“ sowie „Trust und Blockchain“. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten umfassen den gesamten Zyklus von den Anforderungen über die Konzepte und Realisierungen bis hin zu Evaluation und Tests. Ziel ist es, Anbietern und Nutzern optimierte, kostengünstige und zukunftsorientierte Kommunikationslösungen sowohl aus Sicht der Dienste als auch der Netze zu liefern.
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Wireless and (smart) Sensor Networks (WSN) stellen eine der Grundlagen des Internet of Things (IoT) dar. Insbesondere im Industrial Internet of Things (IIoT) werden große Datenmengen gesammelt, die mit Hilfe moderner Analysen mit Data Science (DS) Methoden aus Computational Science und Machine Learning verarbeitet werden. Zu den Arbeitsgebieten der Forschungsgruppe “WSN & IoT & DS” zählen die Gebiete Human Activity Recognition (HAR), Safety Critical Systems (SCS), Bio‐ und Sportmedizin und Umwelttechnik. Dabei arbeitet die Forschungsgruppe mit den Forschungsgruppen HAR, CSI, INDAS und internationalen Partnern zusammen.
Die Forschungsgruppe Parallele und Verteilte Systeme beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit den Themen Cluster‐Computing und Cloud‐Computing.
Cluster sind Gruppen von miteinander vernetzten eigenständigen Computern („Knoten“). Ein solcher Zusammenschluss dient zur Verbesserung der Verfügbarkeit („High Availabilty“), der Geschwindigkeit („High Performance“) oder des Durchsatzes („High Throughput“).
Da die existierenden Möglichkeiten zur Verbesserung der drei genannten Kriterien für einzelne Computer stark limitiert sind, sind Cluster aus fast allen denkbaren Hardwarekomponenten und in verschiedensten Größen mit dem freien Betriebssystem Linux in Lehre, Forschung und Industrie Stand der Technik.
Das Cloud‐Computing beinhaltet verschiedene Kategorien von sogenannten IT‐Diensten (Services). Der Bogen reicht von Webanwendungen über Laufzeit‐ und Entwicklungsumgebungen bis zu kompletten IT‐Infrastrukturen, mit denen komplette Rechenzentren virtuell realisierbar sind. Auch spezialisierte Dienste zur Nutzung und Realisierung von Anwendungen aus den Bereichen Internet‐of‐Things (IoT) und maschinellem Lernen sind Stand der Technik. Cloud‐Dienste werden durch externe Anbieter bereitgestellt oder von den Anwendern selbst betrieben. Die Nutzung eigener und extern betriebener Dienste innerhalb einer Infrastruktur ist ebenfalls möglich.
Für die Forschung und Praxis relevante Softwarekomponenten im Cluster‐Computing und im Cloud‐Computing sind u.a. Bibliotheken zur Entwicklung von parallelen Cluster‐Anwendungen, Scheduler zur Verteilung der Jobs, Lösungen zur Bereitstellung und Konsolidierung („Orchestrierung“) von Diensten und Ressourcen und deren Kontrolle und Überwachung sowie verteilte Dateisysteme zur Datenhaltung.
Die Forschungsgruppe Informationssicherheit hat Ihren Schwerpunkt im Themenfeld Cyber Security und digitale Transformation. Dabei geht es um die folgenden Fragestellungen: Wie kann die Informationssicherheit zur digitalen Transformation beitragen und wie wirkt sich die digitale Transformation aus auf die Informationssicherheit?
Die digitale Transformation stellt uns vor besondere Herausforderungen, sowohl in der Forschung wie auch bei der praktischen Anwendung im Alltag. Die Sicherheit von Informationen hat eine immer wichtigere Bedeutung in unserer Gesellschaft, das betrifft sowohl den privaten Bereich wie auch Wirtschaftsunternehmen.
Die Forschungsgruppe Informationssicherheit befasst sich in diesem Kontext schwerpunktmäßig mit den folgenden Themen:
- digitale Identitäten und Identity and Access Management (IAM), u.a. Self-Sovereign Identity und Privileged Account Management,
- proaktive Erkennung und Behandlung von Cyber-Bedrohungen und -Angriffen, u.a. Network Monitoring und Security Information and Event Management (SIEM), und
- Risiko-basiertes Vorgehen in der Cyber Security, u.a. die quantitative Analyse von Informationssicherheitsrisiken.
Die Forschungsgruppe Informationssicherheit kombiniert ihre Expertise und Forschungsaktivitäten mit denen der anderen Forschungsgruppen des Kompetenzzentrums Netzwerke und verteilte Systeme. Im Zentrum der Aktivitäten steht dabei nicht nur die innovative Entwicklung neuer Technologien, sondern vor allem auch deren erfolgreiche Umsetzung in die Praxis.
Die Forschungsgruppe befindet sich zurzeit im Aufbau und arbeitet eng zusammen mit der Forschungsgruppe für Netzwerksicherheit, Informationssicherheit und Datenschutz von Prof. Dr. Martin Kappes sowie der Forschungsgruppe Parallele und Verteilte Systeme von Prof. Dr. Christian Baun.
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Informationssicherheit
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Für diese Forschungsgruppe sind alle Mitglieder unseres Kompetenzzentrums zuständig. Bitte sprechen Sie einen der Leiter unserer anderen Forschungsgruppen an.