Multimedia-Forschung

Schneller sein als Google

d'Lëtzebuerger Land du 10.04.2008

Könnte es sein, dass das gewohnte World Wide Web sich in eine dreidimensionale Darstellung verwandeln wird, und zwar schon in absehbarer Zeit? Ein gemischtes Forscherteam der Arbeitsgruppe Systemsoftware und verteilte Systeme an der Abteilung für Computerwissenschaft der Uni Trier und des Mobile Computing and Communication Research Lab der Uni Luxemburg glaubt, ja.

„Da ist zwar auch viel Hype im Spiel“, sagt der Computerwissenschaftler Mar­kus Esch von der Uni Luxemburg. Aber einerseits werde das Web mit On­line-Communities à la Facebook und MySpace immer interaktiver. Andererseits wächst, im Gefolge der Online-Gesellschaftssimulation Second Life mit ihren derzeit weltweit elf Millionen Angemeldeten oder des Massenspiels World of Warcraft, in dem sich gegenwärtig zehn Millionen Nutzer auf einer individuellen Heldenreise in einer Fantasiewelt voller Druiden, Gnomen und Zombies befinden, die Forschung an der Machbarkeit eines 3D-Web. Und schon heute betreiben manche Unternehmen 3D-Welten, in denen sich Avatare als grafische Stellvertreter der angeschlossenen Nutzer bewegen, als Hilfsmittel für virtuelle Versammlungen, die Mitarbeiterausbildung oder den Kundendienst.

„Wir glauben“, sagt Esch, „dass das 3D-Internet von morgen ein Echtzeitmodell der Erde sein wird. Alle Web-Inhalte, wie wir sie heute kennen, werden darin aufgehoben, und mit ihnen die Echtzeit- und Echtwelt-Informationen von Web-Nutzern und von Objekten.“ Web-Inhalte und Dienste von Online-Geschäften und Auktionsplattformen über Netzzeitungen und Blogs bis hin zu einzelnen Web-Seiten, aber auch dreidimensionalen Repräsentanzen von öffentlichen Verwaltungen, Unternehmen oder Kultureinrichtungen wären an festgelegten Orten zu finden. Aufsuchen würden sie Avatare.

HyperVerse heißt eine solche virtuelle Welt bei dem trierisch-luxemburgischen Wissenschaftlerteam im Arbeitstitel. Geforscht wird allerdings weder zu den ökonomischen und sozialen Auswirkungen eines 3D-Web, noch zur momentan so viel diskutierten Datensicherheit. HyperVerse soll die Infrastrukturfrage klären. Denn wer dem Internet von morgen ein Echtzeitmodell der Erde zu Grunde legt, bekommt es mit enormen Datenmassen in einem äußerst komplexen Kontext zu tun. „Global skaliert“ soll HyperVerse sein. Was Second Life zum Beispiel nicht ist: „Dort kann nur eine begrenzte Zahl angeschlossener Nutzer in einer bestimmte Szene agieren“, sagt Markus Esch. „Im HyperVerse sollen es sämtliche Internet-Nutzer können.“ Wie das klappen könnte, wurde in Trier angedacht; Markus Esch hat für seine Doktorarbeit das Projekt auch auf den Campus Kirchberg von Uni.lu mitgebracht. 

„Übertragungsbandbreite“ heißt ein Problem. Dass es sich auch im Zeitalter immer schneller werdender DSL-Verbindungen noch immer stellt, weiß im Grunde jeder Internet-Heimanwender: Wer Kontakt mit einem Server aufnimmt, der momentan sehr viele Anfragen zu erledigen hat, dem nützt der beste DSL-Anschluss nichts – die Verbindung lahmt. Kein Wunder, dass das klassische Client-Server-Modell, bei dem viele Einzelkunden von einem Server etwas erhalten, für HyperVerse nicht taugen soll. Peer-to-peer heißt der Ausweg – die schon seit Jahren bekannte Technik, die sich seinerzeit um die Tauschbörse Napster entwickelt hatte. Die am Datenaustausch teilnehmenden Computer werden dabei so zusammengeschaltet, dass jeder von ihnen nicht nur Daten empfängt, sondern sie auch weitergibt. Da jeder Einzelnutzer seine individuelle Bandbreite beiträgt, vor allem die zum Hochladen von Daten, kann die resultierende Bandbreite im Peer-to-peer-Netz stark wachsen. Überdies steuert ein so genanntes Torrent-Protokoll die Zerlegung des Datenstroms in viele kleine Datenpakete, die von mehreren beteiligten Rechnern gleichzeitig empfangen werden können. Ein angenehmer Nebeneffekt solcher Netzwerke ist ihr selbstorganisatorischer Charakter: Je mehr Nutzer daran teilnehmen, desto mehr für alle verfügbare Bandbreite stellt sich ein.

„Wir gehen allerdings nicht von einer reinen Peer-to-peer-Lösung aus, die nur aus Client-Rechnern besteht“, sagt Markus Esch, „sondern von einem Hybridmodell.“ Damit die 3D-Welt nicht zusammenbricht, soll ein hoch strukturiertes Peer-to-peer-Netzwerk aus öffentlicher Servern das Rückgrat des HyperVerse bilden. An lockerer strukturierten Netzen würden die Endnutzer mit ihren Rechnern verbunden.

Denn das HyperVerse soll ein dynamisches System sein, in dem sich jederzeit enorm viel ändern kann: Die Art und Zahl der zugeschalteten Teil­nehmer und der herumreisenden Ava­tare, wie auch sonstige Inhalte vom Text bis zur 3D-Animation. Vor allem aber verhalten die Avatare sich interaktiv und gehen im HyperVerse Beziehungen ein. In virtuellen Welten wie Second Life und World of Warcraft ist das ebenfalls so. In diesen beiden aber wird schon weil sie im Web von klassischen zentralen Servern aus angeboten werden, ein Kompromiss aus Interaktivität und Skalierbarkeit, das heißt maximal möglicher Teilnehmerzahl pro Szene, gesucht: In World of Warcraft sind die Story des Spiels, dessen Regeln und die Situationen, in die ein Avatar geraten kann, vorgegeben, und an jeden Mitspieler wer­den bereits vor Spielbeginn Informationen über 3D-Objekte, grafische Texturen und Klänge übermittelt und lokal bei ihm zwischengespeichert. Das garantiert einen potenziell großen Teilnehmerkreis am Spiel, doch wenn jedes Objekt, das in der World of Warcraft existieren kann, vorab an alle Mitspieler ausgegeben wurde, dann sind die Interaktionsmöglichkeiten für Avatare begrenzt. „In Second Life dagegen sind die Möglichkeiten zur Interaktion viel größer, weil jeder Nutzer eigene Inhalte beisteuern kann“, sagt Markus Esch. „Doch da diese Inhalte auf zentralen Servern liegen, kann nur ein beschränkter Kreis von Spielern gleichzeitig an einer Szene mitwirken.“

HyperVerse soll das Optimum zwischen beiden Extremen bilden und Objekte und Akteure enthalten, um welche die individuelle Datenmenge im Lauf der Zeit wächst. Das erfordert Zwischenspeicherungen auf verschiedenen Ebenen, zum Teil bei den Teilnehmern selbst, zum Teil auf zuverlässigen Servern. Ihr muss immer wieder eine Filterung von interaktionsrelevanten Daten vorausgehen, damit die Datensätze laufend aktualisiert werden können, ohne dass beispielsweise ein Avatar zu ruckeln beginnt.

Bisher liegt im HyperVerse-Projekt der Prototyp eines 3D-Browsers vor1. Mit ihm lassen sich Avatare navigieren, und er kann Daten aus verschiede­nen topografischen Satellitenquellen verarbeiten. Beim Start des Browsers erscheint die Erde, vom Orbit aus gesehen. Und noch ist der einzige Ort, den man auf dem Globus des HyperVerse-Browsers als 3D-Modell vorfindet, der Campus der Uni Trier.

Im Augenblick wird das HyperVerse nur von einem zentralen Server der Uni Trier gehostet, aber weitere Server, über die Dritte eigene Inhalte bereitstellen könnten, sollen eingebunden werden. „An den dazu nö­tigen Peer-to-peer-Protokollen wird gearbeitet“, so Esch. Ein wichtiger Punkt dabei ist die im Internet bestehende Router-Struktur. Denn ein Peer-to-peer-basiertes HyperVerse könnte die Welt der derzeitigen Internet Service Provider gehörig durcheinander bringen: Technisch könnte es das dem Internet zu Grunde liegende Router-Netzwerk der ISP erheblich belasten. Aber auch das Geschäftsmodell der ISP würde auf den Kopf gestellt. Gegenwärtig verteilen sie Bandbreite an DSL-Anschlüsse verhältnismäßig großzügig. Und immer häufiger räumen sie eine Flat rate für so gut wie unbeschränkten Datenverkehr ein, weil sie davon ausgehen, dass der größte Teil der Bandbreite ohnehin meist ungenutzt bleibt. Im Peer-to-peer-Verkehr dagegen wird noch das letzte Quäntchen verfügbarer Bandbreite mitgenutzt. Aber andererseits ändern sich die Gegebenheiten im Internet heute schon: In Deutschland etwa macht bereits derzeit Peer-to-peer tagsüber 60 Prozent des Internetverkehrs aus und 90 Prozent nachtsüber2.

Und vielleicht entscheidet sich die künftige Gestalt des Web am Ende früher, als wir ahnen: Dass einzelne, zentralisierte Anbieter „versuchen, zum verteilten Dienst im World Wide Web Funktionalitäten hinzuzufügen und auf diese Weise allmählich zum Ersatz des verteilten Dienstes selbst werden“, hält das HyperVerse-Team in einem bislang unveröffentlichten Artikel als Trend fest. Der „dramatische Aufstieg“ von Google sei ein Beweis für dieses Prinzip, und es sei die „unangenehme Situation“ nicht auszuschließen, dass „zentralisierte virtuelle Welten wie Google Earth oder Second Life zum Rückgrat eines 3D-Internet“ und „zum völligen Ersatz“ des bislang föderativ organisierten World Wide Web würden.

„Unser föderativer Ansatz hingegen könnte Bottom-up realisiert werden“, sagt Markus Esch. „HyperVerse würde mit steigender Nutzerzahl automatisch mitwachsen und würde umso umfangreicher, zuverlässiger und freier, je mehr Teilnehmer es hat und je mehr die Teilnehmer einbringen: seien es Inhalte, sei es nutzbare Bandbreite.“

Peter Feist
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