Site-wide links

RIT的团队为紧急情况创建了高速网络通道

新的网络协议帮助紧急应答器更快、更可靠的在线交流

在灾难中,延误可能意味着生离死别。急救者们没有时间等待交通堵塞——即使是在拥挤的信息高速公路上。

这就是为什么罗切斯特理工大学的研究人员正在开发一种更快、更可靠的方法来通过互联网发送和接收大量的数据。研究人员通过创建一种称为多节点标签路由协议的新网络协议,开发了一种新的高速线上流量通道,专门用于紧急情况下的信息传递。

该项目由国家科学基金会和美国Ignite拨款资助,旨在优化事件现场的紧急应答器与应急管理办公室决策者之间的信息流。

“在紧急情况下在互联网上共享数据就像在高峰时段一样在街上驾驶喷气式飞机,”RIT应用批判性思维的Eugene H. Fram主席和该项目的联合主要研究员Jennifer Schneider说,“很多关键信息对于现有的互联网渠道来说太大了,数据量很大。”

Schnieder表示,数据密集的信息共享是近期灾难中的一个主要问题,包括艾琳飓风和桑迪飓风。紧急应答器无法快速分享关键信息。这就是为什么RIT学生学习环境健康和安全——其中几位是真实的急救者——他们与应急专业人员一起收集数据,并创建支持这一现实问题研究的场景。

例如,在洪水灾难中,急救者们可能需要共享LIDAR映射图像、911请求和部署、手机位置数据、视频聊天、语音记录和社交媒体通信。当这些信息必须与平民讨论灾难和给亲属传递消息竞争时,网络就一直处于一个超负荷的状态。

“链接和路由器失败是正常的,并且随着网络拓扑的变化,数据包可能被延迟,重新路由或丢失。”RIT信息科学与技术部门的教授,该项目的首席研究员Nirmala Shenoy表示:“这种不可靠和延迟的信息可能会导致LIDAR图像和其他信息中的重要数据丢失。”

为了解决这个问题,Shenoy与主要研究者也是RIT信息科技部的访问助理教授Erik Golen和一个五位研究生小组共同研究创建了多节点标签路由(MNLR)协议。它设计有故障转移机制——这意味着如果连接或节点发生故障,一旦检测到故障,则会立即使用备用路径。新的协议运行在现有的互联网协议之下,从而允许正常的互联网流量运行而不会中断。

新协议不依赖于边界网关协议(BGP)和开放最短路径优先(OSPF)发现的路由。它根据分配给路由器的标签发现路由。标签又在路由器之间携带结构性和相关性的连接信息。

“与当前的路由协议(包括BGP和OSPF)相比,新协议实际上复杂度非常低,”Shenoy说道,“这是因为标签和协议利用了路由器之间存在的连接关系,路由器已经位于一个很好的结构中。”

在今年五月的演示中,该团队将该协议放在了对美国GENI(全球网络创新环境)的测试之中。该组使用BGP和新的MNLR协议传输数据。他们在代表事故控制中心网络、911呼叫中心和应急管理办公室的27个节点之间运行数据。

虽然BGP从链接故障中恢复大约需要150秒,但MNLR在不到30秒内恢复。恢复指标显示,在发生网络故障和拓扑变化的情况下,新的MNLR协议传输信息比现有协议更快更可靠。

“虽然BGP有一个推荐的默认保持活动消息间隔为60秒,但是MNLR并没有受到限制,”Shenoy说,“事实上,MNLR可以通过一个丢失的保持活动消息来检测到故障,因为故障或拓扑变化信息将充斥着互联网,在某些情况下BGP也会如此。”

Shenoy表示,目前协议的主要问题是其源自于几十年前的发明,而不是目前互联网中遇到的网络情景类型。因此,BGP和OSPF是不可靠的,当链路发生故障时表现出来。

“如果你收到电子邮件迟了五分钟,那仍然是可以接受的,”Shenoy说,“但在紧急情况下,这些严重的网络问题的隐含的影响真的暴露无疑。”

“在紧急情况下,大概八分钟后,信息就变得毫无价值了,”RIT的弹性和恢复合作部的负责人Schneider补充道,“我们正在生成和收集所有这些重要的技术信息,但是我们需要能够分享它,并创造出需求的情境意识决策者。”

该团队正在继续开发和增强MNLR协议。未来,团队计划在紧急情况下测试和实施该协议。