openflow
در نشریات گروه برق-
با جداسازی لایه داده از لایه کنترل در شبکه نرم افزار محور و امکان مدیریت متمرکز و قابل برنامه ریزی، می توان بسیاری از محدودیت ها و مشکلات رایج در شبکه های سنتی را مرتفع ساخته و یا بهبود بخشید. یکی از مشکلات موجود در این شبکه ها، مسئله ازدحام و کنترل آن است. در شبکه های نرم افزارمحور، استفاده از اطلاعات تحت نظارت دامنه کنترل کننده ها و جمع آوری آمار شبکه می تواند کمک بزرگی در کنترل یا پیشگیری از ازدحام نمایند. یک گره سوئیچ شبکه های نرم افزارمحور هنگامی که تحت درخواست های زیادی قرار می گیرد، شبکه را دچار ازدحام کرده و برای حل این مشکل کنترل کننده می تواند با در نظر گرفتن منابع آزاد موجود در سوئیچ ها و لینک ها، از مجازی سازی شبکه و مهاجرت سوئیچ ها به این فضا استفاده کند. در این مقاله یک رویکرد شبکه مبتنی بر نرم افزار برای کنترل ازدحام و مدیریت بهینه منابع بنام VNR_CCP ارائه شده است. در این رویکرد، با محاسبه سوددهی گره ها و لینک ها برای جستجوی ازدحام و درخواست شبکه مجازی برای کاهش بار موجود و مدیریت منابع، سعی در کنترل ازدحام شده است. نتایج شبیه سازی که با استفاده از شبیه ساز NS2 به دست آمده نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش مشابه کارآیی بهتری دارد. به طوری که میزان گذردهی در حدود 3/4 درصد افزایش، تاخیر در حدود 3/5 درصد کاهش و میانگین هزینه نیز 26 درصد کاهش نسبت به روش مشابه داشته است.
کلید واژگان: شبکه نرم افزار محور، کنترل ازدحام، توازن بار، VNR، OpenflowBy separating the data layer from the control layer in the software defined network and the possibility of centralized and programmable management, many limitations and common problems in traditional networks can be solved or improved. One of the existing problems in these networks is the issue of congestion and its control. In software defined networks, the use of information under the supervision of domain controllers and the collection of network statistics can be useful in controlling or preventing congestion. When an SDN switch node is subjected to many requests, the network becomes congested, and to solve this problem, the controller can use network virtualization and switch migration, taking into account the free resources available in the switches and links. In this paper, a software-based network approach for congestion control and optimal resource management called VNR_CCP is presented. In this approach, an attempt has been made to control congestion by calculating the nodes and links profit to search for congestion and request the virtual network to reduce the existing load and manage resources. The result of the simulation using the NS2 simulator shows that the proposed approach has better performance compared to the similar method. It was concluded that the throughput has increased by 4.3%, the delay has decreased by 5.3%, and the average cost has decreased by 26% compared to the similar method.
Keywords: SDN, Congestion Control, Load Balancing, VNR, Openflow -
نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، سال بیست و چهارم شماره 4 (پیاپی 83، زمستان 1402)، صص 242 -252
شبکه های کامپیوتری با شکستن فواصل مکانی و زمانی توانسته اند کاربران را از سراسر جهان به یکدیگر متصل کنند. از این رو نگهداری و امنیت داده ها و اطلاعات، همیشه یکی از چالش های اصلی شبکه های کامپیوتری بوده است. با پیشرفت تکنولوژی و روش های ارتباطات، مکانیسم های امنیتی نیز باید مجددا ارزیابی گردند. با توجه به پیشرفت ها، تفاوت ها و فرصت های جدید در شبکه های SDN در مقایسه با شبکه های IP، روش های موجود برای تامین امنیت ارسال داده ها در شبکه های مبتنی بر IP، در شبکه های SDN قابل پیاده سازی نیستند؛ به همین دلیل با درنظرگرفتن محدودیت های SDN برای مقابله با تهدید های فرایند ارسال بسته ها، روش های نوینی ارائه شده اند که از مهم ترین آنها می توان به DYNAPFV اشاره کرد. در این مقاله پس از بررسی روش های تصدیق صحت ارسال داده ها در شبکه های SDN، روشی جدید مبتنی بر DYNAPFV برای تصدیق صحت ارسال بسته ها پیشنهاد شده و کلیه مشکلات و نواقص روش های موجود، بالاخص DYNAPFV مرتفع گردیده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که زمان لازم برای یافتن گره مخرب در الگوریتم پیشنهادی نسبت به الگوریتم DYNAPFV به میزان 92% بهبود یافته و نیز با افزایش احتمال تصدیق یکپارچگی بسته از مقدار 8/0 به 99/0، امنیت سیستم بیشتر می شود؛ اما در مقابل زمان لازم برای تشخیص سوئیچ های مخرب بالاتر می رود.
کلید واژگان: شبکه های SDN، امنیت داده، تصدیق صحت ارسال بسته ها، OpenflowThe rise of Software-Defined Networking (SDN) has revolutionized network management, offering greater flexibility and programmability. However, ensuring the accuracy of packet forwarding remains paramount for maintaining network reliability and security in SDN environments. Unlike traditional IP networks, SDN separates the control plane from the data plane, creating new challenges for securing data transmission. Existing verification methods designed for IP networks often cannot be directly applied to SDN due to this architectural difference. To address the limitations of existing verification methods in SDN networks, new approaches are necessary. This research proposes a novel parallel method for verifying packet forwarding, building upon concepts from DYNAPFV. The proposed approach aims to overcome specific limitations of existing methods (including DYNAPFV), such as scalability issues, slow verification times. Simulations demonstrate significant improvements compared to DYNAPFV. The proposed parallel method achieves a 92% reduction in time required to identify malicious nodes within the network. The results also reveal a trade-off between security and verification time. As the probability of packet integrity confirmation increases from 0.8 to 0.99, system security strengthens, but the time to detect malicious switches also increases.
Keywords: Software defined networks, data security, packet forwarding verification, parallel verification, Openflow -
One of the obvious reasons for most disorders in network service provisioning is network path congestion. Congestion avoidance in today's networks is too costly and sometimes impossible. With the introduction of SDN, centralizing the equipment's control plane has become possible. This paper presents an enhanced method named ESV-DBRA to avoid congestion in multi-tenant SDN networks. At first, ESV-DBRA monitors the traffic load and delay of all network paths for each tenant individually. Then, by merging the parameters obtained from the monitoring, the Service Level Agreements (SLA), and a novel proposed cost function, it calculates the cost of the network paths per tenant. As a result, traffic for each tenant is routed through the path/paths at the lowest possible cost from the tenant's perspective. Next, the bandwidth quotas will be calculated and assigned to the tenants over their optimal routes. Afterward, whenever congestion is likely to occur in a path, ESV-DBRA automatically changes the route or bandwidth of the tenants' traffic related to this path to avoid congestion. Related algorithms are also proposed.Eventually, simulations show that the proposed method effectively increases bandwidth utilization by 10.76%.Keywords: Virtual tenant networks (VTN), Software-Defined Networks (SDN), OpenFlow, Dynamic bandwidth resource allocation (DBRA), Congestion avoidance, Path Cost Estimation
-
با توجه به افزایش نقش صنایع مرتبط با فناوری اطلاعات و ارتباطات در تولید گازهای گلخانه ای، مدیریت مصرف توان تجهیزات سخت افزاری در بستر شبکه های انتقال داده بسیار موردتوجه قرارگرفته است. میزان مصرف توان تراشه های استفاده شده در این تجهیزات به طور مستقیم با فرکانس کار آن تراشه ها مرتبط است. ازاین رو یکی از راهکارهای کاهش مصرف توان این وسایل، تنظیم فرکانس کار آن ها بر اساس بار ترافیک شبکه می باشد. در این مقاله، چنین راهکاری به صورت یک مسئله بهینه سازی MILP در چارچوب معماری شبکه SDN و برای مجموعه ای متشکل از سوئیچ های Openflow که بر روی FPGA پیاده سازی شده اند، اعمال شده است. برای این منظور ابتدا با انجام آزمایش های میدانی نمودار مصرف توان یک سوئیچ برحسب نرخ ترافیک و فرکانس کار آن استخراج گردیده است. سپس با حل مسئله بهینه سازی ارائه شده بر روی یک شبکه زیرساخت با داده های واقعی استخراج شده از SNDlib و مقایسه نتایج حاصل با دو روش متداول دیگر در این حوزه، نشان داده شده است که روش پیشنهادی بیش از 37% مصرف توان را کاهش می دهد.
کلید واژگان: توان، انرژی، سوئیچ، بهینه سازی، Openflow، SDN، FPGA، شبکه کامپیوتری، تنظیم فرکانسThe significant impact of information and communication technology (ICT) on Greenhouse Gas emissions has caused a considerable research interest in energy management of network devices in recent years. As the amount of power consumption in routers and switches is a function of their working frequency, one approach to energy saving is to adapt working frequency of such devices dynamically and proportional to their traffic load. This paper describes this approach in Software Defined Networking (SDN) framework by proposing a Mixed Integer Linear Programming (MILP) formulation for a network of FPGA based interconnected Openflow switches. The prerequisite information of switch power profile is obtained by running experimental tests. The proposed method is applied to an infrastructural dataset extracted from the standard SNDlib database. Simulation results show that frequency scaling technique reduces power consumption by more than 37% in comparison to other well-known power-saving approaches.
Keywords: Power, energy, openflow, switch, router, software defined networking, FPGA, computer network, frequency scaling -
در سال های اخیر، شبکه های مبتنی بر نرم افزار به منظور مدیریت ساده تر، بهینه تر و قابلیت برنامه ریزی بیش تر شبکه های کامپیوتری مطرح شده اند. این شبکه ها از جداسازی لایه کنترل از داده و متمرکز سازی بخش کنترلی بهره می برند. با توجه به رشد سریع شبکه ها، افزایش تعداد سوئیچ ها و ترافیک موجود در شبکه، معماری های توزیع شده برای بخش کنترلی با حفظ دید شبکه ای متمرکز به منظور بهبود دسترسی پذیری، تحمل پذیری خطا و قابلیت اطمینان مطرح شدند. در این نوع از معماری ها، چگونگی تخصیص سوئیچ ها به کنترل کننده ها به منظور ایجاد توازن بار بین کنترل کننده ها و درنتیجه استفاده بهینه تر از منابع شبکه از اهمیت بالایی برخوردار است. برای پاسخگویی به این چالش ها، در این مقاله به ارائه روشی توزیعی و پایدار برای توازن بار بین کنترل کننده ها می پردازیم. روش پیشنهادی اطلاعات مربوط به میزان بار هر کنترل کننده را جمع آوری نموده و در صورت تجاوز از حد آستانه و نرخ توازن بار، سوئیچی را جهت مهاجرت به کنترل کننده با کم ترین میزان بار انتخاب می نماید که منجر به بهبود توازن بار شبکه گردد و کارایی حاصل از مهاجرت نسبت به هزینه تحمیلی به شبکه بهتر باشد. روش پیشنهادی با وجود عملکرد توزیعی از مهاجرت هم زمان بار دو کنترل کننده و ناپایداری حاصل از انتقال بار به یک کنترل کننده مقصد یکسان و نیاز به توزیع بار مجدد جلوگیری می کند. نتایج ارزیابی های حاصل از پیاده سازی روش پیشنهادی نشان می دهد که این روش سبب کاهش تا حدود 70 درصد در زمان پردازش بسته های Packet-In در کنترل کننده دچار ازدحام، بهبود حدود 15 درصد در میانگین مصرف حافظه و افزایش حدود 50 درصد در توان گذردهی ترافیک کنترل کننده گشته است.کلید واژگان: شبکه های مبتنی بر نرم افزار، پروتکلOpenFlow، کنترل کننده های توزیع شده، توازن بارIn recent years, Software Defined Networks (SDN) have been raised as a promising approach to improve the network programmability and management of computer networks. It consists in separating the control plane from the data plane and centralizing the control part of the network. Due to the rapid growth of computer networks in terms of number of switches and the amount of transiting traffic, the distributed architecture with centralized view on the network has been designed for control plane, enhancing the scalability, availability, fault tolerance and reliability. In such a distributed architecture, the load balancing between controllers plays an important role towards the optimal use of networking resources. To address the aforementioned challenges, we propose a stable distributed solution for load balancing between controllers in software defined networks. The proposed solution collects information on the amount of load of controllers and their corresponding switches. Based on this knowledge, the controller with the highest overload migrates the switch leading to the best enhancement in load balancing of the network to the least-loaded controller, if the network load is not balanced and the migration benefit is significant compared to its cost. The proposed solution inhibits simultaneous migrations triggered by distributed controllers to avoid cascade re-migrations and ensures the network stability. The results of the test-bed study of the proposed approach show that out solution outperforms other counterparts up to 15% in terms of average memory consumption, 50% in terms of controller traffic throughput and 70% in terms of processing time of the overloaded controllers.Keywords: Software-Defined Networks (SDN), OpenFlow, Distributed controllers, Load Balancing
-
In recent years, several topologies with multiple-path between each pairs of end hosts for data center (DC) networks have been proposed. However, the path diversity is shown to be not enough to improve the network performance. Researches on the DC network measurements have shown that congestion occurs even when the average utilization of links is low, which means that some of the links are over-utilized while others are underutilized and have a considerable available bandwidth. Therefore, traffic engineering (TE) is necessary for proper distribution of the network load as well as exploiting the path diversity that is provided by new topologies. Current Equal Cost Multi Path (ECMP) based approaches are not efficient in lots of cases because numerous big flows may collide on the same path. The centralized solutions depend on the ability to predict the traffic pattern, which is not effective for unpredictable traffic patterns of data centers. In this paper, SDTE, an online software defined TE approach is proposed for cloud data centers. The proposed system does not depend on the ability to predict traffic pattern or the size of flows. SDTE exploits the PEFT routing algorithm to assign weights to links. SDTE is implemented within the OpenFlow framework. The evaluation shows that SDTE performs close to the optimal routing (average deviation is about 7%).Keywords: Software Defined Networking, Data Center Routing, Multipath Routing, Traffic Engineering, Cloud Computing, OpenFlow
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.