一种基于软件定义网络的自治服务质量管理机制(英文)

With the increase of network complexity,the flexibility of network control and management becomes a nontrivial problem.Both Software Defined Network(SDN) and Autonomic Network technologies are sophisticated technologies for the network control and management.These two technologies could be combined together to construct a software defined self-managing solution for the future network.An autonomic QoS management mechanism in Software Defined Network(AQSDN) is proposed in this paper.In AQSDN,the various QoS features can be configured autonomically in an OpenFlow switch through extending the OpenFlow and OF-Config protocols.Based on AQSDN,a novel packet context-aware QoS model(PCaQoS) is also introduced for improving the network QoS.PCaQoS takes packet context into account when packet is marked and managed into forwarding queues.The implementation of a video application's prototype which evaluates the self-configuration feature of the AQSDN and the enhancement ability of the PCaQoS is presented in order to validate this design.     

软件定义网络多控制器平台研究

文章针对软件定义网络单一控制器的处理能力不能满足需求的扩展性问题及当前分布式多控制器平台无法根据实际情况改变服务的问题,在控制层面上提出设计服务抽象层,对抽象服务层在控制器应用中对底层的操作或者应用之间交互设计的可行性进行实验验证及测试。     

基于软件定义网络的多区域网络虚拟化模型

提出了一种新的基于软件定义网络的多区域网络虚拟化模型。该模型引入了网络区域的逻辑概念,在同一个区域中使用某种网络虚拟化技术,在区域与区域的边界通过控制平面的统一控制实现不同虚拟网络标识符的转换,完成跨区域交互。该模型可以同时兼容多种网络虚拟化技术,实现高效率、可扩展、大规模的网络虚拟化。     

一种基于软件定义网络的网络攻击分析方法

在网络信息安全管理中,风险评估可以保护资产免受网络威胁,并降低基础设施被攻击的风险。在风险评估过程中预测基本攻击行动的发生概率非常重要。提出一种风险概率模型,该模型考虑了漏洞的严重性、攻击场景和各种潜在的参与者及其动机;然后根据模型得到的结果,进一步推断出最可能的攻击场景。实验结果表明,提出的方法能够较好地实现风险预测。     

软件定义网络中基于负载均衡的多控制器部署算法

随着软件定义网络规模扩大,控制层与数据层解耦带来了诸如控制器部署等新问题。该文提出基于负载均衡的多控制器部署算法(Multi-Controller Deployment Algorithm Based on Load Balance, MCDALB)。算法首先根据网络拓扑结构及其负载情况,确定控制器数量K;然后根据控制器容量限制,提出一种近似比为2的多控制器负载均衡算法,将网络划分成K个控制区域;最后根据区域内所有交换机到控制器距离总和最小原则,在控制区域部署控制器。为了验证算法的性能,选取实际网络拓扑进行实验。实验结果表明,与AL, WL算法相比,该算法在满足控制器负载近似比为2的同时,网络最大延时差距不超过0.65 ms。     

软件定义网络控制器安全策略部署

针对SDN(软件定义网络)环境下的安全问题,文章提出一种在SDN控制器上部署安全策略的方案,主要实现SDN防火墙的网站过滤设计。首先设计用户访问的网站的检测过滤模块,其次通过软件设计API(应用程序编程接口)方式实现网络的安全访问控制,最后设计数据库存储拦截过滤规则和拦截日志。通过系统测试表明该安全架构具有良好的可靠性应用。     

一种基于软件定义网络的通信网络保护方法

为了应对互联网数据传输过程中的分布式拒绝服务攻击(DDoS),提高互联网数据传输的安全性,通过对SYN泛洪 攻击机理进行分析研究,提出应对SYN泛洪攻击较为有效的软件定义网络(SDN)防御机制,分析其防御机理,建立 SDN信息熵计算模型,并构建了实际仿真计算实验环境, 研究结果证明SDN能够较为快速有效的对SYN泛洪攻击进行防御,同时能够对类似于SYN攻击的其他DDoS攻击进行有效防御。     

一种软件定义网络中的控制器热备份及选举算法

多控制器软件定义网络中交换机迁移策略计算空间大、考虑因素单一且无法立刻迁移出故障域内交换机.对此,本文将原交换机迁移问题优化成为控制器的热备份及选举问题(Controller Hot Backup and Election Problem,CHBE Problem),对控制器进行热备份,并设计相应的备份空间确定算法和主控制器选举算法,通过权衡信息交互、失联性、负载失衡和跨域通信四种代价实现合理的网络构建.实验结果表明,与现有算法相比,负载均衡程度和跨域通信问题改善明显,备份空间平均缩小了65%;在OS3E拓扑中加权后的综合评价最高提升了71%.     

软件定义网络专题(英)

正Amajor recent development in computer networking is the emergence of Software Defined Networking(SDN),whose goal is to provide a centralized,programmable control plane that is decoupled from the distributed data planes on individual network devices.In particular,the development of OpenFlow has demonstrated many potential benefits of SDN,and multiple vendors have started to offer commercial switches supporting the OpenFlow standard.Researchers have also made progress on SDN components including SDN controllers,     

软件定义网络中可靠性优化控制器的位置研究(英)

By decoupling control plane and data plane,Software-Defined Networking(SDN) approach simplifies network management and speeds up network innovations.These benefits have led not only to prototypes,but also real SDN deployments.For wide-area SDN deployments,multiple controllers are often required,and the placement of these controllers becomes a particularly important task in the SDN context.This paper studies the problem of placing controllers in SDNs,so as to maximize the reliability of SDN control networks.We present a novel metric,called expected percentage of control path loss,to characterize the reliability of SDN control networks.We formulate the reliability-aware control placement problem,prove its NP-hardness,and examine several placement algorithms that can solve this problem.Through extensive simulations using real topologies,we show how the number of controllers and their placement influence the reliability of SDN control networks.Besides,we also found that,through strategic controller placement,the reliability of SDN control networks can be significantly improved without introducing unacceptable switch-to-controller latencies.     

基于时延的软件定义网络快速响应控制器部署

目前大多数针对软件定义网络(SDN)中控制器的部署方案均重点考虑传输时延(PD)对性能的影响,忽略了发送时延(TD)对于部署效果的影响。该文提出基于时延的网络快速响应控制器部署方案。首先,在合理考虑传输和发送两类时延的基础上,完善了已有的平均时延/最大时延最小化模型,并对两种模型是否存在最优解进行了理论证明;其次,利用模糊集理论得出了一种时延优化模型;第三,结合是否考虑发送时延提出了两种部署算法：传输算法和输送算法。为了测试方案的性能,选取实际网络拓扑及数据进行验证。结果表明输送算法在网络的响应速度及稳定性方面优于传输算法,时延优化模型在总时延方面较平均时延/最大时延最小化模型效果更优。     

软件定义光网络中一种时延约束的控制器生存性部署方法

控制时延、控制平面的生存性和控制平面的控制冗余程度是软件定义光网络中网络性能是否良好的重要判断依据。该文提出时延约束下的控制器生存性部署方法,该方法充分考虑时延、生存性和控制器冗余等网络性能因素,在用户指定时延的前提下,确保每个网络节点至少有两条控制链路,以提高控制平面的生存性。同时,保证使用尽可能少的部署节点完成整个网络的覆盖,以减少控制平面的控制冗余。仿真表明,该方法能够有效地减少控制时延,提高控制平面的生存性,并减少控制器的部署个数,降低控制冗余,有效地提高了软件定义光网络的整体网络性能。该方法保证至少两条控制链路与C-MPC算法起到了相同的保护作用,与MCC算法相比,使SDON网络控制平面可靠性提高了20%。同时,在指定时延10 ms的约束条件下,在NSF和COST239网络中,与C-MPC算法相比所提算法分别减少了88%和75%的控制器部署。     

软件定义网络中基于时延和负载的多控制器部署策略研究

多控制器体系结构的出现,解决了经典软件定义网络(SDN)架构控制层以单一集中控制器为主,在大规模网络环境中的可扩展性问题。在多控制器体系结构中,由于生成转发规则并将其填充到交换机的任务被委托给了控制器,网络的性能在很大程度上取决于控制器的放置。该文以降低总时延和均衡控制器间负载为目标,提出了一种基于子网划分的多控制器部署算法(MCPA)。该算法改造谱聚类算法以保证网络连通性并加入离群点处理算法和负载均衡处理算法。仿真结果表明,该算法能够有效地对网络进行划分,在保证网络总时延较低的情况下使各个控制器的负载保持均衡。     

软件定义网络(SDN)标准化进展

介绍当前SDN相关主要标准组织及其工作,供读者了解和参考。     

软件定义网络的模型研究综述

软件定义网络(SDN)是当前互联网最热门的研究课题之一。本文从控制平面抽象模型和转发资源模型进行分析,为SDN的理论研究奠定基础,推动SDN技术的优化和完善,并促进SDN技术的大规模应用。     

软件定义网络中面向时延和负载的多控制器放置策略

在多控制器管理的软件定义网络(SDN)中,时延和负载是控制器放置问题(CPP)要考虑的重要因素。该文以降低控制器之间的传播时延、流请求的传播时延和排队时延、均衡控制器间负载为目标,提出一种控制器放置及动态调整的策略,其中包括用于初始控制器放置的负载均衡算法(BCRA)和遗传算法(GA),用于动态调整控制器负载的在线调整算法(ADOA)。以上算法均考虑网络连通性。仿真结果表明：在初始控制器放置时,在保证流请求的传播时延、排队时延和控制器传播时延较低的情况下,BCRA部署在中小型网络中时,其负载均衡性能与GA相近且优于k-center和k-means算法;GA部署在大型网络中时,与BCRA, k-center和k-means算法相比,使得负载均衡率平均提高了49.7%。在动态情况下,与现有动态调整算法相比,ADOA可以保证较低排队时延和运行时间的同时,仍能使负载均衡参数小于1.54。     

基于模拟退火的分层软件定义网络控制器高效故障转移机制

多控制器体系结构是提高软件定义网络(Software Defined Networks,SDN)可扩展性和可靠性的必须条件。分层多控制器结构允许全局控制器处理罕见事件,例如本地控制器的路由事件。在控制器出现故障的情况下,多控制器结构需要故障转移机制,包括故障检测和恢复。而现有的控制器故障检测和恢复机制在本地控制器中执行,可能会降低本地控制器的性能。加之在控制器故障恢复中,现有机制没有考虑可用于减少流量建立时间的时变负载标准偏差度量。     

一种考虑软件定义网络控制节点故障的控制器部署和交换机迁移方法

在软件定义网络(SDN)中,若控制节点发生不可恢复的故障,则相关交换机需向其他控制节点迁移,这将导致网络性能下降。针对这一问题,该文提出一种考虑SDN控制节点故障的控制器部署和交换机迁移方法。与现有算法仅优化交换机迁移方法不同,该方法同时考虑控制器部署位置的影响。首先利用标号传播算法构造备选子集并划分双层子集,然后在每个子集中选取合适位置部署控制器,最后为子集内节点分配相应的master和slave控制器。实验结果表明,与现有算法相比,所提方法可有效解决交换机迁移后控制器超载的问题;通过调整参数,权衡控制器故障前后网络性能,可明显改善交换机迁移后的控制链路平均时延。     

一种软件定义网络中基于蚁群算法的一致性路由策略

软件定义网络通过对交换机下发流表项实现数据平面的更新,但流表项的安装具有时延,可能导致部分数据分组被错误地处理或丢弃。对此,提出一种基于蚁群算法的一致性路由策略,在路由参数中加入不一致时延,并通过控制器对流表的下发顺序做出调整,避免了在数据分组传输过程中,交换机控制逻辑的不一致。实验结果表明,与最短路径算法相比,出现不一致问题时,该策略所选路径的实际时延小于最短路径算法的时延,数据分组丢失率、错误转发的概率明显降低。