软件定义网络流表溢出脆弱性分析及防御方法

软件定义网络交换机非常有限的流表容量使其存在严重的流表溢出脆弱性问题,为此利用软件定义网络易于管理路由规则的新特性,提出一种基于装箱优化的路由聚合算法,并进一步提出了流表溢出攻击的防御方法。采用传统的基于基数树的路由聚合算法产生初步聚合后的流表项节点,将其划分为包含不同数量节点的若干个流表项规则组,并基于装箱优化问题求解得到每个流表项规则组的新转发地址,再将转发地址修改后的流表项规则进行二次聚合,从而有效减少交换机流表中的流表项数量,达到防御流表溢出攻击的效果。实验结果表明:流表聚合率达到了54.9%,优于传统的基于基数树的路由聚合算法,并使得达成流表溢出攻击的攻击数据包数增加了125.8%;该方法可显著增加流表溢出攻击的实现难度,有效缓解流表溢出脆弱性问题,提升软件定义网络对该类攻击的防御能力。     

提高软件定义网络交换机存储能力的流表压缩算法

针对目前软件定义网络(SDN)中流表规模不断增大且存储效率较低的问题,提出了一种新的提高SDN交换机存储能力的流表压缩算法。首先对传统前缀编码算法分析,发现2的指数幂(2ⁿ)范围编码后字符串最高有效位递增,且其余低位均为通配符;其次对流表中范围字段按照2的指数幂进行分割,得到多个范围字段,利用最高位和通配符实现仅用一条表项编码2的指数幂范围字段,其他范围字段采用前缀编码;最后将编码结果存储至不同三态内容寻址存储器,进行分类存储。实验结果表明,与已有的算法相比,所提流表压缩算法在独立于流表内容的基础上具备更高的更新速度与更低的最坏情况拓展比,在防火墙类型规则集编码后平均可减少86%和83%的表项数量,且不需要占用额外比特位,从更细粒度层次实现了存储空间的优化使用,具有良好的应用前景。     

软件定义网络中OpenFlow流表空间优化技术研究进展

OpenFlow是软件定义网络(SDN)南向通信标准协议,SDN控制平面为北向通信提供编程接口,通过OpenFlow向数据平面下发流表表项实现路由管理、流量调度等功能.针对OpenFlow流表空间有限性和有效性问题,从硬件、软件、软硬件结合方面对当前OpenFlow流表空间优化技术进行比较分析,归纳并阐述流表存储机制改进、基于软件的流表扩容和流表超时时间管理3种优化方案,最后总结并展望流表空间优化未来的方向.     

软件定义卫星网络多协议流表存储压缩算法

软件定义卫星网络的多协议转发需求对星载设备中流表的规模及存储开销提出挑战。针对卫星网络资源受限的特点,该文构建了节省存储的多协议流表结构,并提出了一种二维扩域搜索算法(2D-EFS)。2D-EFS采用字段融合的方式逐级生成多级流表,能够支持流表初始化及表项更新2种场景下的存储压缩需求。仿真结果表明：在流表初始化阶段,2D-EFS算法的存储压缩效率可达86%,与全局最优值相近,高于已有单协议算法;在表项更新阶段,2D-EFS算法可取得76%的平均存储压缩效率,并具备最低的运行耗时,其综合性能优于已有单协议算法。     

SDN数据中心网络基于流表项转换的流表调度优化

针对基于软件定义网络(SDN)架构的数据中心网络中,SDN交换机流表资源的有限性导致的流表溢出或控制器拥塞等问题,引入空闲流表资源代价的概念描述了网络资源的利用率,并分析了空闲流表资源量与重复下发的流表项数量之间的关系,提出了一个基于流表超时机制的流表调度策略,依据流表项生存时间和匹配计数来进行静态流表项和动态流表项之间的实时转换.在Fat-tree拓扑SDN数据中心网络仿真实验中,对该机制对流表资源优化的有效性进行了验证.     

支持流量感知的软件定义网络高效路由方案

针对目前软件定义网络的实现方案中,路由策略所采取的最短路径模型无法保证网络信息交付延迟最小的问题,以信息交付延迟作为路由方案效率的衡量指标,提出了一种支持流量感知的高效路由方案.基于全网流量信息,本方案采用多元优化方案综合考虑转发路径的可用带宽、丢包率、延迟、交换机无效服务率以及路由长度,做出路由决策以提高路由效率.实验证明,与目前Open Flow框架下采用的路由方案相比,本方案可以将数据交付效率提高90%.此外,本方案有利于维护网络负载均衡.     

软件定义网络多控制器部署优化方法

目前软件定义网络（software defined network,SDN）多控制器管理的研究重点和难点在于多控制器部署,合适的控制器数目和合理的部署位置能够实现低延迟和高可靠性的折中。在网络拓扑图上将部署位置问题简化并形式化,定义了可靠性和延迟指标,设计了多控制器部署位置求解算法（multi-controller placement location algorithm,MCP）。MCP通过遗传算法将网络划分为多个子网,并在每个子网中放置一个控制器,以最大化网络可靠性和最小化路径延迟为目标,通过模拟退火算法确定控制器在每个子网中的位置,经对比实验验证了MCP生成的部署位置方案在可靠性和延迟上的性能优势。以可靠性和延迟为评估指标,基于MCP测试了各种网络规模的最合适控制器数目,并分析得出最合适控制器数目与网络规模之间的统计规律。     

SDN中基于负载均衡的流表下发方法

通过比对单个域内控制信道与数据信道比例,将所须安装流表项数据以源路由下发和直接下发两种方式动态混合处理,以此来减小控制器负载以及动态调节控制平面和数据平面负载均衡度,同时减小流表下发和端到端传输的时延以及控制逻辑出现不一致的概率.仿真显示:所提方法在控制器负载消耗量、流表安装时延和数据包平均传输时延等方面优于传统的流表直接下发方法以及基于源路由的流表下发方法.     

软件定义网络下两阶段大象流识别算法

目的 针对数据中心网络(Data Center Network, DCN)中数据流量多导致大象流与老鼠流识别精确度低的问题,提出一种基于软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)下两阶段大象流识别算法。方法 将SDN与DCN结合,第一阶段,采用高斯分布动态阈值优化算法,通过对数据包阈值的设定,计算大象流误检率与漏检率,不断优化得到最优阈值,以此识别出可疑大象流;第二阶段,在依据流传输速率与流持续时间精确得到大象流的基础上,提出阈值约束、流量检测机制、Count计数器等三方面改进对大象流识别阈值下限的约束,将网络中大象流的数据量与流持续时间进行周期内阈值计算,提高大象流的识别精确度。结果 实验结果表明：算法与已有相关算法相比,第一阶段可疑大象流平均字节数比网络流平均字节数多11.3%;不同阈值下的算法准确度提高1.7%,不同网络流量下的大象流平均检测时间降低至6 ms以内。结论 软件定义网络下两阶段大象流识别算法在第一阶段具有较强的大象流识别能力,同时算法的精确度有所提高,大象流的平均检测时间降低,提高了网络质量,能为进行网络流量调度策略的进一步研究...     

分布式软件定义网络中多域流量工程的路由优化方法

针对分布式软件定义网络（software-defined networking,SDN）中流量管理调度不均衡的流量工程问题,提出一种基于负载均衡的多控制域流量路由优化的解决方案。首先分析控制消息流量的组成、域内通信及域间通信规则;然后基于4种控制消息定义控制链路流量的构成,明确链路承载流量分为控制消息流量和业务流量,建立平衡控制器负载和最小化最大链路利用率的优化模型;最后基于域内通信和域间通信提出两层路由算法。为提高模型求解精度,进一步提出改进离散萤火虫算法求解最优路由。结合ABILENE网络和GEANT网络,分析控制消息流量、控制器负载和链路负载等评价指标。实验结果表明,优化模型能有效实现控制器和链路负载均衡,控制消息流量是流量工程重要组成部分。相比集中控制模式,扁平分布式控制模式的平均控制器负载降低47.3%,最大链路利用率相差不超过15%。     

基于冗余删除的软件定义机载网络控制器部署策略

软件定义网络为弥补机载网络对多任务支撑能力的不足提供了新思路。为降低网络的部署成本开销,利用灵活易部署的无人机构成逻辑集中的控制平面,对高动态拓扑变化的有人机编队实施管控。针对基于无人机的控制器部署问题,为优化可靠性和部署成本开销指标,提出一种基于冗余删除的无人机控制器部署策略。首先,为实现任务区域的全覆盖以保证连通性,依据无人机的通信范围进行初步部署;然后,为判定和删除初步部署中的冗余无人机,依据部署约束和优化指标,提出了基于连接关系的冗余判定算法和基于网络连通的冗余删除算法。实验结果表明,与基于全域覆盖的控制器部署策略相比,所提策略在满足可靠性要求基础上,部署无人机的数量减少了25%,降低了网络的部署成本开销,能够适用于高动态网络环境下的控制器部署场景。     

TD-SCDMA基带的软件无线电实现方案

研究了应用基于DSP的软件无线电技术来实现第三代移动通信终端的基带处理模块，对它的资源需求做了分析，给出了TD-SCDMA基带模块的硬件结构和软件算法流程．     

软件定义网络中应用二值粒子群优化的控制器部署策略

为了确定控制器的最优化部署方案,构建软件定义网络中逻辑上集中、物理上分布的控制平面,提出软件定义网络中应用二值粒子群优化的控制器部署策略。对控制器部署问题建模,以交换机到控制器的平均时延最短以及在网络中部署的控制器数量较少为多优化目标。提出粒子重构机制,实现粒子群优化算法的二值化,用以表示控制器在网络中部署的位置。基于二值粒子群优化算法设计多优化目标的控制器部署策略,仿真得到控制器部署问题的非劣最优解集合,对应给定的控制器数量,得到平均时延最小的控制器部署方案。实验结果表明,应用二值粒子群优化的控制器部署策略联合考虑了控制器数量和交换机到控制器的平均时延,为实现控制器最优化部署提供了依据。     

一种D2D缓存网络的延时与能耗优化方案

为了降低D2D通信网络中的能耗,设计了一种D2D缓存网络的优化方案:首先,计算初始状态下无线网络的延时与能耗;然后,考虑D2D通信并遍历所有已缓存文件的用户,选择具有延时与能耗改进空间的用户进行优化,以得到最优的用户与文件组合;最后,在满足D2D通信不会受到噪声干扰的前提下,根据用户设备的剩余电量,尽可能地降低用户的发射功率,并在每次通信前进行刷新,作为初始值存储在基站的矩阵之中.仿真结果表明:动态能耗缓存方案可以获得D2D通信网络中最优的平均能耗,并且在加入了能耗改进之后,系统延时与原算法基本相当,表明该缓存优化方案有效地提升了D2D通信网络的性能.     

一种基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案

以支持NBS协议（NEMO basic support protocol）的移动网络为研究对象,针对移动性管理和路由优化问题,提出基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案.将HMIPv6与NBS整合并构建层次化网络架构,利用HMIPv6的区域化管理机制降低移动网络内的移动节点注册开销.对HMIPv6进行改进,设计全新移动网络路由优化方案,消除移动网络内部节点通信过程中所存在的冗余路由.分析结果表明,同NBS对比,本方案在额外数据包开销和移动管理开销方面具有显著优势.     

数字同步网优化改造方案

同步网为电信网内所有设备提供时钟及时间同步控制信号,从而使各节点设备的数字流实现正确有效的传送.分析了同步网的现状,结合甘肃电信数字同步网扩容改造工程,对数字同步网的时钟源建设、核心设备的时间同步以及网管系统建设提出了相应的改造方案,并对其中的关键技术进行了详细阐述.通过该方案的实施,能有效提高同步网的准确性和可靠性.