ارائه ­دهنده:
مهران شتابی
  استاد راهنما:
دکتر احمد اکبری
  هیات داوران:

  دکتر محمود فتحی؛ دکتر وصال حکمی؛
 دکتر علی موقر؛ دکتر مسعود صبائی

زمان :  ۲۷ دی ماه ۱۴۰۰

  ساعت ۰۹:۰۰

 محل برگزاری: :     http://meeting.iust.ac.ir/

چکیده پایان نامه :

شبکه نرم‌افزار محور (SDN) معماری و فناوری نوظهوری در شبکه‌های کامپیوتری است که با هدف ایجاد یک کنترل و مدیریت متمرکز، سطوح داده و کنترلی شبکه را از هم جدا کرده‌است. با این حال، وجود تغییرات چشمگیر در رخدادهای حاصل از ورود جریان‌های جدید به شبکه که می‌تواند ناشی از خواص زمانی و مکانی ترافیک شبکه یا گاهی اوقات به دلیل حملات منع سرویس باشد، و همچنین وجود رخدادهای مکرر حاصل از جمع‌آوری اطلاعات آماری از کل شبکه توسط کنترل‌کننده که باعث بروز تداخل نسبتاً زیادی با عملیات پایه سطح‌کنترلی می‌شود، بار زیادی را به سطح‌کنترلی شبکه نرم‌افزار محور وارد می‌کند. این موضوع باعث افزایش قابل ملاحظه متوسط زمان نصب جریان توسط سطح‌کنترلی بر روی سوئیچ‌های موجود در شبکه نرم‌افزار محور می‌شود که کارایی عملکرد برنامه‌های مدیرتی، کاربردی و خدماتی در حال اجرا بر روی سطح‌کنترلی را کاهش می‌دهد. هر معماری که در حوزه شبکه‌های کامپیوتری مطرح می‌شود می‌بایست مسائل مربوط به دسترس‌پذیری و مقیاس‌پذیری را مدنظر داشته و برای مشکلات پیش روی آن راهکار ارائه نماید. در شبکه نرم‌افزار محور، کاهش بار سطح‌کنترلی و جایگزین کردن تک کنترل‌کننده با چند کنترل‌کننده از راهکارهای افزایش دسترس‌پذیری و مقیاس‌پذیری آن است.
در این رساله با هدف افزایش دسترس‌پذیری و مقیاس‌پذیری در شبکه نرم‌افزار محور، معماری جدیدی به نام SAHAR که مبتنی بر چند کنترل‌کننده است برای سطح‌کنترلی شبکه نرم‌افزار محور پیشنهاد شده‌است. SAHAR از یک جعبه کنترلی که شامل یک کنترل‌کننده هماهنگ‌کننده، یک کنترل‌کننده اصلی نصاب قوانین جریان، و تعدادی کنترل‌کننده فرعی نصاب قوانین جریان است تشکیل شده‌است. با تخصیص وظایف نظارتی و مدیریتی به کنترل‌کننده هماهنگ‌کننده، بار کنترل‌کننده‌های نصاب قوانین جریان که وظیفه‌شان پیکربندی سطح‌داده شبکه نرم‌افزار محور از طریق نصب قوانین جریان بر روی سوئیچ‌ها است کاهش می‌یابد. همچنین، با تخصیص بخشی از ترافیک ورودی به هر یک از کنترل‌کننده‌های نصاب قوانین جریان توسط کنترل‌کننده هماهنگ‌کننده، بار ترافیکی در سطح‌کنترلی توزیع می‌شود. آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهند که SAHAR نسبت به معماری پایه (تک کنترل‌کننده) به طور متوسط ۷۹% دسترس‌پذیری شبکه نرم‌افزار محور را افزایش داده‌است. همچنین، از طریق افزودن یا کاستن کنترل‌کننده‌های فرعی نصاب قوانین جریان در هر دامنه و همسان‌کردن پایگاه داده شبکه (NIB) هماهنگ‌کننده‌های موجود در دامنه‌های مختلف از طریق رد و بدل کردن بخشی از NIB (NIB محلی)، SAHAR به طور متوسط ۳۱% مقیاس‌پذیری را نسبت به تک کنترل‌کننده افزایش داده‌است.

 
Abstract:Software defined networking (SDN) is an emerging architecture and technology in computer networks that separates data plane and control plane with the goal of creating centralized control and management. However, there are significant changes in the events resulting from the entry of new flows into the network, which can be due to the temporal and spatial properties of network traffic or sometimes due to denial-of-service (DoS) attacks, as well as recurring events resulting from statistical data collection, which causes a relatively large interference with the basic operations of the control plane, imposes a large load on the control plane of the SDN. This significantly increases the average flow setup time of the control plane, which reduces the performance of management, applications and services running on the control plane. Any architecture in the field of computer networks should consider the issues of availability and scalability and provide solutions to the problems facing it. In an SDN, reducing the load on the control plane and replacing a single controller with multiple controllers are ways to increase its availability and scalability.
In this dissertation, with the aim of increasing the availability and scalability of the SDN, a new architecture called SAHAR (Scalable control plane Architecture for achieving High Availability through task division and Redundancy), which is based on multiple controllers, is proposed for the control plane of the SDN. SAHAR consists of a control box that includes a coordinator controller, a primary flow setup controller, and a number of secondary flow setup controllers. By assigning monitoring and managing tasks to the coordinator controller, the load of the flow setup controllers, whose job is to configure the SDN data plane by installing flow rules on the switches, is reduced. Also, by allocating a portion of the incoming traffic to each of the flow setup controllers by the coordinator controller, the traffic load is distributed at the control plane. Experiments show that SAHAR has increased the availability of SDN by an average of ۷۹% compared to the basic architecture (single controller). Also, by adding or deleting secondary flow setup controllers in each domain and consistence the network information database (NIB) of the coordinator controllers in different domains of network by exchanging part of the NIB or processing of it, SAHAR has increased scalability by an average of ۳۱%.

محل برگزاری: به صورت مجازی 
دانشکده مهندسی کامپیوتر مدیریت تحصیلات تکمیلی