Már a jövő hálózatát kutatják…

Beszélgetés Laki Sándorral.

2016-ban két fiatal kutató – Ferenci Tamás és Laki Sándor – kapott Kemény János-díjat a Neumann János Számítógép-tudományi Társaságtól.

Ferenci Tamással készült interjúnkat már olvashatták, most Laki Sándort kerestem fel az ELTE Informatikai Karán. Ezen a karon végzett programtervező matematikusként, doktori fokozatát 2015-ben szerezte meg summa cum laude minősítéssel, most itt tanít és kutat, az Információs Rendszerek Tanszék adjunktusaként.

1983-ban született, Baján. Mint megtudtam tőle, a számítógép nála gyerekkori szerelem.


Általános iskolában találkoztam először számítógéppel, a Commodore-64-gyel, s édesapám, aki autodidakta módon ismerkedett az informatikával, otthonra is szerzett egyet. Eleinte persze, mint minden gyerek, játszottam, de elég hamar elkezdett érdekelni, hogy hogyan lehetne újabb játékokat írni. Egy lelkes oktató szervezett egy számítástechnika szakkört, én voltam a legfiatalabb a társaságban. Programozni tanultunk, BASIC nyelven. Óriási élmény volt, hogy amit kitaláltunk, azt meg tudtuk valósítani – és láttuk, hogy működik. Ez önmagában egy sikerélmény. Majd matematika fakultásra mentem a bajai III. Béla Gimnáziumba. Szinte minden évben indultam a Nemes Tihamér Versenyen, itt voltam a döntőn is.

Utána nagy dilemma volt, hogy műszaki informatikára menjek vagy programtervező matematikusnak, de inkább a szoftver oldal érdekelt, így az ELTE-t választottam. Ma már kicsit másként látom a világot, a hardver és a szoftver világa egyaránt érdekel.

 

És azóta az ELTE a második otthonod. Milyen emlékeid vannak hallgató korodból?

 

Próbáltam megtalálni a helyem. Elég sok alapot hoztam gimnáziumból, az első pár év nagyon könnyű volt. A harmadik év környékén közzétettek egy felhívást, hogy kutatóprojektekbe keresnek hallgatókat, és jelentkeztem. Csabai István a Komplex Rendszerek Fizikája tanszékről adatbázis-építő és adatelemző projektbe keresett embert. Elmentem beszélgetni vele, s valahogy egyből a számítógépes hálózatok irányába terelődött a szó.

Azon a tanszéken már évek óta folyt egy nagyon jó együttműködés az Ericsson hazai kutatócsoportjával, a Traffic Labbal. Csabai István ebben volt vezető kutató, a Kommunikációs Hálózatok Laboratóriumát pedig Vattay Gábor vezette, szintén arról a tanszékről. Az Ericssonnal való együttműködés egy üde példa arra, hogy hogyan lehet egyetem és cég között kooperálni. Sajnos kevés ilyen példát látni Magyarországon.

Ott kapcsolódtam be egy kutatásfejlesztési projektbe, aktív hálózati méréseket kellett végezni. A hálózatban van több csomópont, amihez van hozzáférésünk, a két csomópont között tudunk mérőcsomagokat küldeni a hálózaton keresztül – a beküldött és fogadott forgalom karakterisztikáinak különbségéből tudjuk megbecsülni, hogy a hálózat belseje hogyan viselkedik. Ezt hálózattomográfiának hívják.

 

Kicsit mintha egy élő szervezet lenne…

 

Talán azért érzed így, mert a kutatók eredetileg fizikusok - és a fizikában kutatott rendszereket általában a természet alkotta. De ma már az ember is olyan komplex rendszereket hoz létre, hogy azok is hasonló eszközökkel vizsgálhatók, mint a természet rendszerei.

Az internet is egy ilyen nagyon komplex rendszer, amelynek különböző okokból nem minden részét ismerheti mindenki. Az aktív módszerek a megismerés eszközei: mint egy élő rendszerben, monitorozunk, bizonyos szegmenseket mérünk, és ebből próbáljuk rekonstruálni a belső működést. Az Internet belső dinamikájáról, forgalmi viszonyairól egy külső szemlélőnek nem sok ismerete van. A cél mindig az, hogy felismerjük a gyenge pontokat. Ami minket foglalkoztat, hogy hogyan lehet utána olyan algoritmusokat, protokolljavításokat kitalálni, amelyekkel jobbá lehet tenni a rendszer működését.

 

Ez volt egyetemista éveid nagy kutatása.

 

Igen, s valahogy értelemszerű volt, hogy csatlakozom ehhez a csoporthoz. Amikor dönteni kellett, hogy továbbmegy-e az ember a doktori képzés irányába, adta magát, hogy ebben a jó társaságban dolgozzam. Doktori disszertációm aktív hálózati méréseken alapuló IP geolokációs módszerek fejlesztéséről szólt. Az internetes állomások IP címeit ismerjük, de földrajzi elhelyezkedésüket nem feltétlenül, mert ezek között nincs kapcsolat.

Dolgozatomban olyan módszereket kerestem, melyekkel a hálózat jól ismert részeiről méréseket végeztünk a célpont irányába, és utána háromszögeléses és egyéb technikák segítségével megpróbáltuk megmondani a földrajzi helyét egy állomásnak.

Elég jó helyen sikerült publikálni az eredményeket, az IEEE InfoCom konferencián, rengeteg hivatkozást is kapott. Azóta IP geolokációs cikkek bírálatát is sokszor kérik tőlem az IEEE berkein belül.

 

2015 óta vagy a P4@ELTE kutatócsoport tagja. Mit takar ez az elnevezés? Műveletlennek érzem magam, de nem ismerem a P4-et.

 

Ez egy nagyon új dolog, az első cikk, amelyben megnevezik, 2014 júliusban jelent meg. A P4 programozási nyelvet (Programming Protocol-Independent Packet Processors) a Stanford Egyetemen kezdték fejleszteni  - és azt célozza, hogy a hálózati eszközöket könnyen lehessen programozni. A nyelvet jelenleg a P4 konzorcium fejleszti, melyben majdnem 40 ipari partner van benne, valamint a Stanford és a Princeton Egyetem is, az ELTE az ötödik vagy hatodik egyetem volt, akik csatlakoztak.

 

Mire ad megoldást a P4 nyelv?

 

A mai hálózati eszközök a világ összes protokollját implementálják, amit valaha valaki feltalált és szabványosított – de ezeken túl gátolják az innovációt, mert nem – vagy csak nagy nehézségek árán - lehet őket programozni, új ötleteket kipróbálni bennük. Az eddigi eszközök nagyon monolitikusak, nem lehet hozzájuk fejleszteni, tudásuknak csak egy nagyon kis részét használjuk. Az igények, hogy ez megváltozzon, leginkább a Cloud és Data Center (Adatközpont) felhasználásokban mutatkoznak.

Először megjelent az ún. SDN paradigma (Software Defined Networking), ami megpróbálta szétválasztani a hálózati funkciókat adattovábbításra és vezérlésre vonatkozó funkciókra. Ebben a koncepcióban a fejlődés eljutott oda, hogy a vezérlési réteghez számos programozási nyelv van, nagyon jól testre szabható, de az adattovábbítási réteg nagyon egyszerű és buta maradt. A P4 ezen próbál továbblépni, az adatrétegben is jobban programozhatóvá akarja tenni az eszközöket, így könnyen be lehet vezetni új ötleteket, protokollokat.

Mi az ELTE-n, az Ericsson megkeresésére, egy fordítón dolgozunk, amely a P4 nyelvről bizonyos architektúrákra fordít, és az elkészült program rátölthető akár egy fizikai switchre, akár egy standard PC-n futó szoftver switchként is használható. A P4 évente rendez workshopot, tavaly a Stanford Egyetemen én is előadtam.

A P4 segítségével egy új protokoll bevezetése pár sor programozással megoldható. Ilyen manapság még nem nagyon van. Ez a nyelv egy lehetséges jövő hírnöke, amely felé a hálózatok elindulnak.

 

Ez az egész internetet megváltoztatja majd?

 

Egy hálózatnál az üzemeltető szempontjából az a cél, hogy minél jobban testreszabható, költséghatékonyabban üzemeltethető legyen, hogy minél nagyobb profitot termeljen. A P4 a konfigurálásban, a rendszer programozhatóságában sokat segíthet.

A felhasználó pedig mindig magasabb szolgáltatói minőséget, élményt – Quality of Experience – szeretne. Lehet, hogy van olyan felhasználó, aki nem akar sokat fizetni, de nem igényel sok szolgáltatást, más fizet azért, hogy jobb minőségben tudjon videókat nézni. Az eddigi, monolitikus rendszerekben nagyon nehéz volt ezeket a különbségeket lekonfigurálni.

Nem úgy ment, hogy egy csettintéssel be- és ki lehet kapcsolni opciókat. És előfordulhat olyan is, hogy egy felhasználó csak egy ideig szeretne jobb szolgáltatást, mondjuk egy órán át fizet azért, hogy jobb minőségben nézzen videókat. Bekapcsolja, kikapcsolja, s csak azt az órát fizeti ki.

A programozhatóság lényege, hogy rugalmasabb lesz a hálózat.

 

Úgy érzem, ez a projekt még rengeteg kihívást rejt számodra.

 

Igen, most azon dolgozunk, hogy még inkább láthatóvá váljon a világ számára. Egy másik projektünk szintén kapcsolódik az új generációs hálózatokhoz, lényegében mobil telekommunikációs hálózatokban a szolgáltatásminőség javítására dolgozunk ki egy megoldást a felhasználók csoportosítására, hogy különböző szolgáltatási minőségeket egyszerűen biztosíthassunk számukra. Ez szintén egy ipari projekt és most már közel vagyunk ahhoz a ponthoz, hogy publikálni tudjuk az eredményeket.

 

Ezek mellett a kutatások mellett van időd az oktatásra is?

 

Egy éve vettem át a Számítógépes hálózatok BSc kurzus vezetését, évi 3-400 hallgató, harmadéves programtervező informatikus végzi el ezt a bevezető tárgyat. Ebből megismerhetik, hogyan működik az internet. Mindenki használja, csak nem mindenki tudja, hogyan működik. Az ő nemzedékük már beleszületett, de a vizsgák eredményei és a kapott zavarba ejtő válaszok alapján ez bár magabiztossá teszi őket a saját elképzelésükről, csak nem biztos, hogy az elképzelésük helyes.

 

Az oktatáson és kutatáson túl mivel töltöd szívesen a szabadidődet?

 

Az év elején született a kisfiam, azóta a hétvégéim babázással telnek.

 

Csak nem informatikus lesz belőle?

 

Majd ő eldönti, hogy mi szeretne lenni.

 

És van valamilyen hobbid?

 

Futni szoktam eljárni, illetve pár éve a feleségem megszerettette velem a síelést. Beleszerettem, az egy olyan aktivitás, ahol teljesen ki tudok kapcsolni. Futás közben az ember hajlamos arra, hogy az őt foglalkoztató problémákon gondolkodjon. A síelés viszont teljesen kikapcsol, mert arra kell koncentrálni, hogy az ember ne menjen neki a fának.

KG