Netze vor kaskadenartigen Ausfällen schützen
Netzausfälle eindämmen

Wissenschaftler entwickeln eine Methode mit der könnten Strom- oder Computernetze bei Angriffen vor dem Zusammenbruch geschützt werden.

hiz DÜSSELDORF. Daten oder Stromnetze bilden das Rückgrat der heutigen Wirtschaft. Ein neuer Ansatz könnte verhindern, dass flächendeckende Ausfälle die Infrastruktur lahm legen. Am, 14. August 2003 brach im Nordosten der USA weite Teile des Stromnetzes zusammen. Die Ursache war eine Kettenreaktion bei der einzelne Verteilerknoten die andern mit zu abschalten brachten. Adilson Motter vom Dresdner Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme hat jetzt an Hand eines Computermodells gezeigt, dass es möglich sein könnte, eine solche Kettenreaktion in Strom- oder auch in Computernetzen zu verhindern.

Netzwerke, wie das Stromnetz oder das Internet, sind komplexe, empfindliche Gebilde. Sie bestehen aus Knoten, also Servern oder Kraftwerken, die wieder mit anderen Knoten verbunden sind. Diese Netzwerke sind empfindlich gegen sich wellenartig ausbreitende Ausfälle. Diese treten auf, wenn große, stark vernetzte Knoten abrupt vom Netz getrennt werden, wenn zum Beispiel ein zentraler Server oder ein Kraftwerk plötzlich ausfallen. Um das zu verhindern, so die Theorie, müssten unmittelbar nach einem Angriff bzw. Ausfall sofort periphere Knoten im Netz abschaltet werden. Ein ähnliches Vorgehen wie bei Waldbränden, die man mit Gegenfeuern unter Kontrolle bringen kann.

In Stromnetzen oder Computernetzwerken kann der Zusammenbruch des Netzes durch den Ausfall eines oder einiger weniger Knoten ausgelöst werden. Denn obwohl diese einzelnen Ausfälle kaum Auswirkungen auf die Verbindungen im Netz haben, können sie eine Kettenreaktion weiterer Ausfälle auslösen, die schließlich zum Zusammenbruch des gesamten oder zumindest von großen Teilen des Netzes führen können. Als Beispiele nennt Wissenschaftler Motter den großflächigen Ausfall des Stromnetzes im Nordosten der USA oder später in verschiedenen westeuropäischen Ländern.

In Netzwerken sind in der Regel einzelne Knoten stärker belastet als andere. Bisherige Studien hatten bereits gezeigt, dass sich der Ausfall solcher zentraler Knoten - wie der Backbone Router im Internet - kaskadenartig ausbreitet und in einer Kettenreaktion immer weitere Ausfälle erzeugen kann. Hingegen hat der Ausfall peripherer Knoten wenig Folgen. Die gezielte Abschaltung peripherer Knoten nach dem ersten Ausfall, also noch vor der Ausbreitung der Kettenreaktion, könnte der Schlüssel sein könnte, um das Ausmaß so einer Katastrophe zu beschränken.

Die von Adilson Motter entwickelte Methode der so genannten "Kaskaden-Kontrolle" beruht auf der Beobachtung, dass periphere Knoten wesentlich zur Gesamtlast beitragen und ihre Abschaltung deshalb die Gefahr einer gefährlichen Überlast für das Gesamtnetz verringern kann. Umgekehrt kann das selektive Unterbrechen der Verbindungen zwischen den Knoten die Ausbreitung der Kaskade einschränken. Die neuen Forschungsergebnisse könnten potentiell geeignet sein, das Ausmaß kaskadenartiger Ausfälle, wie sie zum Beispiel durch Hacker im Internet oder Terroristen in Stromnetzen verursacht werden könnten, zu begrenzen.

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%