Showcase 07 · Schwarm-Routing

Datenverkehr

Smartphones, Browser, KI-Dienste und Server tauschen Daten über neun Knoten aus. Jeder Lichtpunkt ist ein Paket, bis zu 100.000 gleichzeitig. Sie folgen dem kürzesten Weg, stauen sich an Engstellen und weichen auf freie Leitungen aus. Legen Sie einen Knoten per Klick lahm und sehen Sie zu, wie der Verkehr sich neu ordnet. Der Regler erzeugt Lastspitzen.

Standbild: Leuchtende Datenpakete fließen durch die Leitungen einer Netzwerkkarte zwischen Smartphones, Browsern, KI-Diensten und Servern; an einem Knoten staut sich der Verkehr

Die Live-Demo benötigt JavaScript und WebGL 2. Das Bild zeigt den Verkehr im Netz; die Erklärung unten ist auch ohne sie lesbar.

So funktioniert es

Für jedes Ziel hält die Grafikkarte ein Distanzfeld über die ganze Karte: Wie weit ist es von hier bis dorthin? Es entsteht Bild für Bild in vielen kleinen Schritten, in denen jede Zelle den besten Weg ihrer Nachbarn übernimmt, eine diskrete Lösung der Eikonal-Gleichung. Ein Paket folgt einfach dem Gefälle dieses Feldes. Volle Leitungen zählen dabei als länger, deshalb verteilt sich der Verkehr von selbst auf Umwege. Fällt ein Knoten aus, verschwindet er aus der Karte, die Distanzen dahinter steigen, und das Gefälle zeigt nach wenigen Bildern auf die nächste freie Route.

Das Schwarmverhalten kommt aus einem Dichtegitter, das in jedem Bild aus allen Paketen neu entsteht, ein räumliches Hashing auf der GPU. Daraus liest jedes Paket, wie voll es um es herum ist: In dichtem Verkehr wird es langsamer, gleicht seine Richtung den Nachbarn an und weicht in freiere Zellen aus. Rot leuchtende Stellen sind Staus, die Wärmekarte darunter zeigt die Auslastung. Die Pakete selbst liegen in zwei Puffern auf der Grafikkarte, die mit Transform Feedback abwechselnd gelesen und geschrieben werden. Die Kennzahlen zählt ebenfalls die GPU; der Browser liest sie ohne Wartezeit zurück.