توصيفگر ها :
شبكه هاي SDN , NFV , برنامه ريزي شبكه , برنامه ريزي سطح داده , 4P , شبكه برنامهريز خودمختار , سوئيچ نرم افزاري
چكيده فارسي :
برنامهريزي شبكه هميشه بحث مورد توجه محققين بوده و هست. پ س از مطرح شدن مفهوم SDN، برنامهريزي شبكه و به خصوص برنامهريزي سطح كنترل فراهم شدهاست. اما برنامهريزي سطح داده همچنان به عنوان يك چالش در بحث برنامهريزي شبكه باقي مانده است. برنامهريزي سطح داده در شبكه به خاطر انعطافپذيري بيشتري كه براي شبكه فراهم ميكند از اهميت ويژه برخوردار است. برنامهريزي سطح داده در شبكه ايجاد و تعريف پردازشهاي مختلف روي بستهها را موقع عبور امكانپذير ميكند. تحقيقهاي متعدد سعي كردند برنامهريزي سطح داده را با روشهاي متفاوت در شبكه براي تطبي ق و پشت يباني از پروتكلها ي شبكه دلخواه يا تغ يير عملكرد پروتكلهاي پشتي باني شده فعلي، ايجاد كنند، اما نتوانستند به طور كامل تمامي نيازهاي آن را برآورده كنند. يك سطح داده كامال نرمافزاري ميتواند انعطافپذيري باليي براي شبكههاي آينده ايجاد كند. در اين گزارش، يك چارچوب خودمختار مبتني بر SDN مطرح شدهاست كه قابليت برنامهريزي بالدرنگ سطح داده را با استفاده از سوئيچهاي نرمافزاري مبتني بر مفهوم NFV فراهم ميكند. بر اساس چارچوب پيشنهادي، افزودن پروتكلها ي شبكه اختصاصي، يا اصالح و ارتقاء يك پروتكل موجود امكانپذير ميشود. براي دستيابي به اين هدف، يك معماري سوئيچ نرمافزاري معرفي شدهاست كه ميتواند قابليت برنامهريزي سطح داده بر اساس روش پيشنهادي را پيادهسازي كند. در اين معماري سوئيچها نيازي به برنامهريزي از قبل براي امكان تجزيه و پردازش بستهها را ندارند، بلكه تجزيه دلخواه فيلدها ي هدر بسته از نوع پروتكل دلخواه و انجام عملها براي هر تطابق در موقع نياز به طور خودكار در سوئ يچها برنامهريزي ميشوند. سپس يك گسترش از مفهوم NFV در چارچوب پيشنهادي ارائه شدهاست و سوئيچ پيشنهادي ارتقا داده شدهاست كه قابليت اجراي توابع شبكه به شكل VNF را فراهم ميكند. نتايج پيادهسازي سوئيچ نرمافزاري و شبيهسازي چارچوب پيشنهادي عملكرد مورد انتظار روش را تأييد مي كند و نشان ميدهد كه ميتوان شبكه را به طور خودمختار و بالدرنگ برنامهريزي كرد، و پروتكلها ي جديد يا سفارشي، بالي ليه پي وند، ميتوانند بدون دخالت اپراتور شبكه مستقر شوند. همچنين نتايج ارتقاي طراحي سوئيچ پيشنهادي نشان ميدهد كه توانايي اجراي توابع VNF موقع عبور بستهها را دارد. با پيادهسازي آزمايشي نشان داده شدهاست كه روش پيشنهادي از لحاظ زمان مورد نياز براي استقرار پروتكلهاي جديد شبكه و بهرهگيري از آنها سريعتر انجام ميشود و زمان و زحمت كمتري نسبت به روشهاي ديگر دارد، هر چند كه براي پيادهسازي اين روش مشابه روشهاي ديگر سوئيچهاي شبكه بايد جايگزين شوند. عالوه بر آن در روش پيشنهادي مانند روشهاي ديگر لزم است تمهيداتي از جنبههاي امنيتي در نظر گرفته شود.
چكيده انگليسي :
Network programmability has always been a topic of interest to researchers. After the SDN concept was introduced, network programmability, especially control plane programmability, has been provided. However, data plane programmability still remains a challenge in the network programmability discussion. Data plane programmability in the network is of particular importance because of the greater flexibility it provides to the network. Data plane programmability allows for the creation and definition of different processing on packets as they pass through. Numerous studies have attempted to implement data plane programmability with different methods in the network to accommodate and support custom network protocols or modify the behavior of currently supported protocols, but they have not fully met all its requirements. A fully software-based data plane can provide high flexibility for future networks. In this report, an autonomous framework based on SDN is proposed that provides real-time data plane programmability capability using software switches based on the NFV concept. According to the proposed framework, adding proprietary network protocols or modifying and upgrading an existing protocol becomes possible. To achieve this goal, a software switch architecture is introduced that can implement data plane programmability based on the proposed method. In this switch architecture, switches do not need to be pre-programmed to be able to parse and process packets, but arbitrary parsing of packet header fields of arbitrary protocol type and performing actions for each match are automatically programmed in the switches when needed. Then, an extension of the NFV concept is presented in the proposed framework and the proposed switch is upgraded to provide the capability to execute network functions in the form of VNF. The results of the software switch implementation and the simulation of the proposed framework confirm the expected performance of the method and show that the network can be programmed autonomously and in real time, and new or custom protocols, above the link layer, can be deployed without network operator intervention. Also, the results of the upgrade of the proposed switch design show that it has the capability to execute VNF functions while the packets are passing through. It has been shown by the experimental implementation that the proposed method is faster in terms of the time required to deploy new network protocols and use them, and requires less time and effort than other methods, although to implement this method, similar to other methods, network switches must be replaced. In addition to that, in the proposed method, like other methods, it is necessary to take security measures into account.