علوم رایانش و فناوری اطلاعات

ارائه روشی جهت مدیریت ترافیک شبکه‌های گسترده بر اساس شبکه‌های‌نرم‌افزار‌محور

نویسندگان

دانشکده مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

چکیده

شبکه‌های‌نرم‌افزار‌محور به دلیل ماهیت متمرکز، دچار محدودیت‌های زیادی در قابلیت عملکرد خود در شبکه‌های‌گسترده می‌شوند و در نتیجه مقیاس‌پذیری این نوع شبکه‌ها با نوعی چالش مواجه است. طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌های‌نرم‌افزار‌محور با استفاده از چندکنترلر، یک راه‌حل مقیاس‌پذیر ارائه می‌دهد که می‌تواند برای بهبود مدیریت ترافیک و عملکرد در شبکه‌های‌گسترده مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله یک شبکه‌نرم‌افزارمحور چندکنترلر بر اساس مدل افقی پیشنهاد ‌شده است که با توجه به قابلیت توسعه تدریجی و قابلیت سازگاری رو به عقب و با استفاده از پروتکل BGP برای ارتباط بین دامنه‌ای، بهبود مقیاس‌پذیری شبکه و بهبود قابلیت نصب و پیکربندی سریع دامنه‌ها در شبکه را موجب می‌شود. با این‌ حال این روش با چالش محدودیت مدیریت و نظارت سرتاسری و یکپارچه بر دامنه ‌ها مواجه است. بنابراین جهت مدیریت و نظارت بر طرح چندکنترلری در شبکه‌هایگسترده، روشی بر اساس مدل سلسله مراتبی نیز ارائه ‌شده است. در این روش ارتباط کنترلر‌های هر دامنه با رابط کاربری مدیریتی از طریق REST در واسط شمالی هر کنترلر انجام می‌گیرد. همچنین برای افزایش بهره‌وری در هر دامنه‌ شبکه‌های‌نرم‌افزار‌محور از روش‌ مهندسی ترافیک استفاده می شود که بر اساس پهنای باند هر لینک بهترین مسیر را انتخاب می‌کند. نتایج پیاده‌سازی بیان‌گر تضمین ارتباط بین دامنه‌ای از طریق BGP، اثربخش بودن روش مهندسی ترافیک و کارآمدی مدیریت و نظارت بر چندکنترلری در شبکه‌های‌گسترده از طریق رابط‌کاربری پیشنهادی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

  • [1] R. Mohammadi, R. Javidan, M. Keshtgari, and R. Akbari, "A novel multicast traffic engineering technique in SDN using TLBO algorithm," Telecommunication Systems, vol. 68, no. 3, pp. 583-592, 2018.
  • [2] W. Queiroz, M. A. Capretz, and M. Dantas, "An approach for SDN traffic monitoring based on big data techniques," Journal of Network and Computer Applications, vol. 131, pp. 28-39, 2019.
  • [3] O. Michel and E. Keller, "SDN in wide-area networks: A survey," in 2017 Fourth International Conference on Software Defined Systems (SDS), 2017: IEEE, pp. 37-42.
  • [4] R. Ahmed and R. Boutaba, "Design considerations for managing wide area software defined networks," IEEE Communications Magazine, vol. 52, no. 7, pp. 116-123, 2014.
  • [5] Y. Zhang, L. Cui, W. Wang, and Y. Zhang, "A survey on software defined networking with multiple controllers," Journal of Network and Computer Applications, vol. 103, pp. 101-118, 2018.
  • [6] F. X. Wibowo, M. A. Gregory, K. Ahmed, and K. M. Gomez, "Multi-domain software defined networking: research status and challenges," Journal of Network and Computer Applications, vol. 87, pp. 32-45, 2017.
  • [7] A. Jalili, M. Keshtgari, R. Akbari, and R. Javidan, "Multi criteria analysis of controller placement problem in software defined networks," Computer Communications, vol. 133, pp. 115-128, 2019.
  • [8] A. Prajapati, A. Sakadasariya, and J. Patel, "Software defined network: Future of networking," in 2018 2nd International Conference on Inventive Systems and Control (ICISC), 2018: IEEE, pp. 1351-1354.
  • [9] F. Bannour, S. Souihi, and A. Mellouk, "Distributed SDN control: Survey, taxonomy, and challenges," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 20, no. 1, pp. 333-354, 2018.
  • [10] Z. Latif, K. Sharif, F. Li, M. M. Karim, S. Biswas, and Y. Wang, "A comprehensive survey of interface protocols for software defined networks," Journal of Network and Computer Applications, vol. 156, p. 102563, 2020.
  • [11] G. Pereira, J. Silva, and P. Sousa, "Estudo Comparativo de Controladores Software-Defined Networking (SDN) Comparative Study of Software-Defined Networking (SDN) Traffic Controllers."
  • [12] A. Mendiola, J. Astorga, E. Jacob, and M. Higuero, "A survey on the contributions of software-defined networking to traffic engineering," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 19, no. 2, pp. 918-953, 2016.
  • [13] H. Farhady, H. Lee, and A. Nakao, "Software-defined networking: A survey," Computer Networks, vol. 81, pp. 79-95, 2015.
  • [14] B. Davie, T. Koponen, J. Pettit, B. Pfaff, M. Casado, N. Gude, A. Padmanabhan, T. Petty, K. Duda, A. Chanda, "A database approach to sdn control plane design," ACM SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 47, no. 1, pp. 15-26, 2017.
  • [15] H. E. Egilmez and A. M. Tekalp, "Distributed QoS architectures for multimedia streaming over software defined networks," IEEE Transactions on Multimedia, vol. 16, no. 6, pp. 1597-1609, 2014.
  • [16] J.-J. Huang, Y.-Y. Chen, C. Chen, and Y. H. Chu, "Weighted routing in hierarchical multi-domain SDN controllers," in 2015 17th Asia-Pacific Network Operations and Management Symposium (APNOMS), 2015: IEEE, pp. 356-359.
  • [17] Q. Duan, N. Ansari, and M. Toy, "Software-defined network virtualization: An architectural framework for integrating SDN and NFV for service provisioning in future networks," IEEE Network, vol. 30, no. 5, pp. 10-16, 2016.
  • [18] P. Lin, J. Bi, S. Wolff, Y. Wang, A. Xu, Z. Chen, H. Hu, Y. Lin, "A west-east bridge based SDN inter-domain testbed," IEEE Communications Magazine, vol. 53, no. 2, pp. 190-197, 2015.
  • [19] P. Berde et al., "ONOS: towards an open, distributed SDN OS," in Proceedings of the third workshop on Hot topics in software defined networking, 2014, pp. 1-6.
  • [20] S. Badotra and J. Singh, "Open Daylight as a Controller for Software Defined Networking," International Journal of Advanced Research in Computer Science, vol. 8, no. 5, 2017.
  • [21] M. Gerola, M. Santuari, E. Salvadori, S. Salsano, P. L. Ventre, M. Campanella, F. Lombardo, G. Siracusano, "Icona: Inter cluster onos network application," in Proceedings of the 2015 1st IEEE Conference on Network Softwarization (NetSoft), 2015: IEEE, pp. 1-2.
  • [22] P. Lin, j. Hart, U. Krishnaswamy, T. Murakami, M. Kobayashi, A. Al-Shabibi, K.C. Wang, and J. Bi, "Seamless interworking of SDN and IP," in Proceedings of the ACM SIGCOMM 2013 conference, 2013, pp. 475-476.
  • [23] Z. Guo, G. Shou, Y. Hu, and Z. Guo, "An implementation of multi-domain software defined networking," presented at the 11th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (WiCOM 2015), Shanghai, China, 2015.
  • [24] J. Wang, G. Shou, Y. Hu, and Z. Guo, "A multi-domain SDN scalability architecture implementation based on the coordinate controller," in 2016 International Conference on Cyber-Enabled Distributed Computing and Knowledge Discovery, 2016: IEEE, pp. 494-499.
  • [25] P. Helebrandt and I. Kotuliak, "Novel SDN multi-domain architecture," in 12th IEEE International Conference on Emerging eLearning Technologies and Applications, 2014, pp. 139-143.
  • [26] M. C. Nkosi, A. A. Lysko, and S. Dlamini, "Multi-path load balancing for SDN data plane," in 2018 International Conference on Intelligent and Innovative Computing Applications, 2018: IEEE, pp. 1-6.
  • [27] Y. Rekhter, T. Li, and S. Hares, "A border gateway protocol 4 (BGP-4)," ed: ISI, USC Information Sciences Institute, 1994.
  • [28] "NTTNet " http://www.topology-zoo.org/files/Palmetto.gml (accessed 2020/07/10, 2020).
  • [29] "Palmetto." http://www.topology-zoo.org/files/Palmetto.gml (accessed 2020/07/12.
  • [30] C. Cavdar, M. Tornatore, F. Buzluca, and B. Mukherjee, "Dynamic scheduling of survivable connections with delay tolerance in WDM networks," in IEEE INFOCOM Workshops 2009, 2009: IEEE, pp. 1-6.
علوم رایانش و فناوری اطلاعات
دوره 18، شماره 2
پاییز و زمستان
آذر 1399