Durch das Wachstum von Cloud-Infrastruktur-Anbietern in der letzten Dekade und dem damit einhergehenden Bedarf an Internet-Verbindungsbandbreite und Berechnugskapazität, hat sich die Konzipierung von Anwendungen stark verändert. Heutzutage werden die meisten Anwendungen als (Cloud native) verteilte Anwendungen entwickelt, bei denen sich der Kommunikationsaufwand zwischen den einzelnen Instanzen eines verteilten Systems erhöht. Für Cloud-Infrastruktur-Anbieter ist somit eine zielgerichtete und effiziente Ausnutzung der vorhandenen Rechenzentrennetzwerkressourcen für verteilte Anwendungen kritisch. Durch das aktuelle Nichtbeachten der Semantik von Kommunikationsmustern in verteilten Anwendungen, wird eine bestmögliche Ausnutzung schwer bis unmöglich. Durch das Erstellen eines Rechenzentrumsnetzwerks, welches sich der Semantik von verteilten Anwendungen bewusst ist, würde sich die Effizienz der entsprechenden Komponenten dramatisch steigern. In dieser Doktorarbeit werden neue Ansätze in drei wichtigen Bereichen vorgestellt, die den Status quo verbessern. Es wird gezeigt, dass je präziser Eigenschaften eines Rechen- zentrumsnetzwerks beobachtet werden, genaue Vorhersagen zur Bandbreitennutzung von Kommunikationssystemen möglich sind und kleine strikte obere Schranken der Latzenz für spezifische Interaktionen in verteilten Systemen bestimmt werden können.