Internet Factories R.J. Strijkers Samenvatting We leven in een informatiemaatschappij die wordt bijeengehouden door het internet. Het internet begon als wetenschappelijk experiment en is uitgegroeid tot een enorme computerinfrastructuur waarin mensen en objecten informatie uitwisselen, maar de ongekende snelheid waarmee het Internet zich ontwikkelt is een probleem. Technologieën komen en gaan met een snelheid die nauwelijks is bij te houden. Denk aan het verschil tussen de eerste mobiele telefoon en een huidige mobiele telefoons. Mijn huidige mobiele telefoon heeft op Swisscom’s 4G netwerk een bijna 7000 keer snellere verbinding met het internet dan mijn eerste 14k4 modem verbinding zo’n twintig jaar geleden. Ook voor de verdere ontwikkeling van de informatiemaatschappij is het internet cruciaal: slimme steden, onderling communicerende auto’s en cyber-physical systemen draaien om communicatie met alles en iedereen. Het gevolg is echter dat computernetwerken in toenemende mate complexer worden en moeilijker te innoveren. Met elke nieuwe ontwikkeling nemen de mogelijke combinaties en interacties met bestaande technologieën en apparatuur toe. Op de lange termijn is dat niet meer vol te houden. Verder is het inefficiënt en te duur om voor elke nieuwe technologie of nieuwe functie een nieuw apparaat te moeten kopen en dat handmatig te moeten inrichten. Er is een innovatiemodel nodig waarmee technologieën kunnen en geïntroduceerd, maar ook kunnen worden uitgezet zonder dat we daarvoor de hardware moeten vervangen. Deze thesis presenteert de concepten voor een innovatiemodel gebaseerd op software. In plaats van voor elke technologie nieuwe apparaten te introduceren worden netwerktechnologieën geïmplementeerd als applicatiesoftware. Ook de uitrol en beheer van de technologie wordt beschreven door applicatiesoftware. In dit model zijn telecomnetwerken niets anders dan applicaties die draaien op een infrastructuur van servers. Voor informatica leidt het tot een nieuwe researchvraag: hoe kan op een gestructureerde manier netwerktechnologie worden ontwikkeld in applicatiesoftware? Het resultaat van mijn onderzoek kan worden samengevat in het concept, en daarom ook de titel van mijn thesis, Internet Factories. Dit concept beschrijft de stappen om Netapps te ontwikkelen en een software platform, de Internet Factory, om Netapps uit te voeren. Een Netapp is een beschrijving van de werking van een netwerk in de vorm van een computerprogramma. Op basis van de Netapp en parameters produceert een Internet Factory vi een op zichzelf staand netwerk en de bijhorende structuren voor het beheer. Een voordeel van computerprogramma’s is dat een software bibliotheken en ontwikkelpatronen kunnen worden gebruikt om de ontwikkeling van nieuwe technologieën te versnellen met hogere betrouwbaarheid. Experimenten met een Internet Factory proof of concept, Sarastro, laten zien dat een netwerk in essentie niets anders is dan een manifestatie van een Netapp. De contributie van deze thesis kan dan ook worden samengevat als: de Netapp is het netwerk. Het werk in deze thesis is volbracht op een moment waarin de telecom industrie begint netwerktechnologie en diensten los te koppelen van onderliggende infrastructuur en daarom zijn juist nu de resultaten uit mijn thesis relevant. Ik heb in mijn promotie de structurele basis gelegd voor het ontwikkelen van netwerken in de vorm van applicatiesoftware. Opkomende technologieën in de telecom industrie zoals Software Defined Networks (SDN) en Network Function Virtualization (NFV) zijn daarvan de voorbode. Mijn werk laat de bredere context zien waarin software-gebaseerde netwerken kunnen worden toegepast en dat onderzoek in computernetwerken zich zal verplaatsen naar de applicatie domein. Dat is de basis voor een nieuw informaticaprobleem: welke structuren en mechanismen zijn nodig om Netapps te maken die kunnen schalen tot de grootte van het internet? Met andere woorden, wat zijn de limieten van de programmeerbaarheid en beheersbaarheid van Netapps? vii