اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديداستخدام طريقة TOPSIS لمقارنة واختيار متحكمات الشبكات المعرفة بالبرمجيات SDN
Applying TOPSIS Method for Software Defined Networking (SDN) Controllers Comparison and Selection
2554
1 93
0.0
(
0
)
نشر من قبل
Springer ورقة بحثية
تاريخ النشر
2017
مجال البحث
الهندسة المعلوماتية
والبحث باللغة
العربية
تأليف
firas zobary( طالب )
تمت اﻹضافة من قبل
firas zoubari
اسأل ChatGPT حول البحث
إن الشبكات الحاسوبية التقليدية الحالية تأخذ منحى أن تكون معقدة أكثر نظراً لمتطلبات المستخدمين المتزايدة باستمرار. الشبكات المعرفة بالبرمجيات SDN هي نموذج جديد لتسهيل إدارة الشبكة وجعلها قابلة للبرمجة من خلال فصل مستوى التحكم عن مستوى التوجيه (المتضمن الموجهات والمبدلات). في هذا النموذج يتم استخدام متحكم مركزي لإدارة مستوى التحكم ويتم التفاعل بين المتحكم وبين مستوى التوجيه من خلال بروتوكول معياري OpenFlow. هناك العديد من المتحكمات المستخدمة حالياً, منها على سبيل المثال لا الحصر POX, Ryu, ONOS, و OpenDaylight. السؤال المهم والمطروح بشدة هو أي من المتحكمات العديدة هو الأفضل لنستخدمه في شبكتنا خلال تصميمها ويكون مناسباً لأهداف شبكتنا؟؟ للإجابة على هذا السؤال قمنا باقتراح طريقة اتخاذ قرار في هذه الورقة. بدايةً, تم اختيار أربعة متحكمات بالإضافة لتحليل خمسة معايير من أجل جمع خصائص هذه المتحكمات. من ثم, قمنا بتطبيق طريقة اتخاذ القرار المتعدد الخصائص (TOPSIS) من أجل ترتيب هذه المتحكمات واختيار الأفضل بينها. عند تطبيق هذه الطريقة قمنا بإجراء دراسة مقارنة من أجل تقييم أداء تلك المتحكمات ضمن بيئة شبكية محلية LAN وتم اختيار المتحكم Ryu كأفضل متحكم مناسب بالاستناد للمعايير المتبعة في هذه الوقة.
Current traditional IP networks start to be complex as the demands of the users are ever-growing. Software Defined Network (SDN) is a new paradigm to ease the management of the network and make the network programmable by decoupling the control plane and forwarding plane (such as switch and router). A centralized controller is used to manage the control plane, and it interacts with the forwarding plane using a standardized OpenFlow protocol. However, many controllers are used recently such as POX, Ryu, ONOS, and OpenDaylight. The important question is which is the best controller to use in our network and fits our network’s goals? To answer this question, a decision-making method is proposed in this paper. First, four SDN controllers are selected, and five criteria are analyzed to collect these controllers’ properties. Then a Multi-Criteria Decision Making method named TOPSIS is used to rank the controllers and choose the best one. By applying this method, a comparative study is done to evaluate the four controllers in an environment of LAN topology, and “Ryu” controller is selected as the best one based on our criteria.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية مشكلة اختيار أفضل وحدة تحكم لشبكات المعرفة برمجياً (SDN) من بين عدة وحدات تحكم متاحة مثل POX وRyu وONOS وOpenDaylight. تُقدم الورقة طريقة لاتخاذ القرار باستخدام طريقة TOPSIS، وهي تقنية متعددة المعايير لتحديد الحل الأمثل بناءً على مجموعة من المعايير المحددة. تم تحليل خمسة معايير رئيسية تشمل الواجهات المستخدمة، الوثائق المتاحة، إصدار OpenFlow المدعوم، لغة البرمجة المستخدمة، والأداء من حيث زمن التأخير (RTT). بناءً على هذه المعايير، تم استخدام طريقة TOPSIS مع أوزان مستمدة من طريقة الانتروبيا لتحديد أهمية كل معيار. أظهرت النتائج أن وحدة التحكم Ryu هي الأفضل وفقاً للمعايير المدروسة، حيث كانت الأقرب للحل المثالي والأبعد عن الحل غير المثالي. تقترح الورقة أيضاً أن يتم في المستقبل إضافة معايير أخرى مثل متطلبات النظام للأجهزة واختبار الشبكات الأكبر حجماً.
قراءة نقدية
تعتبر هذه الورقة خطوة مهمة نحو تحسين عملية اختيار وحدات التحكم لشبكات المعرفة برمجياً باستخدام منهجية علمية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، الورقة تركز بشكل كبير على معايير محددة دون النظر إلى بعض الجوانب الأخرى التي قد تكون مهمة مثل الأمان وقابلية التوسع. ثانياً، التجارب تمت في بيئة LAN صغيرة، مما قد لا يعكس الأداء الفعلي في بيئات الشبكات الكبيرة مثل مراكز البيانات. أخيراً، استخدام طريقة TOPSIS مع أوزان الانتروبيا هو خطوة جيدة، ولكن يمكن أيضاً مقارنة النتائج باستخدام طرق أخرى متعددة المعايير مثل AHP أو ANP للتحقق من صحة النتائج.
أسئلة حول البحث
-
ما هي المعايير الخمسة التي تم استخدامها لتقييم وحدات التحكم في هذه الدراسة؟
المعايير الخمسة هي: الواجهات المستخدمة، الوثائق المتاحة، إصدار OpenFlow المدعوم، لغة البرمجة المستخدمة، والأداء من حيث زمن التأخير (RTT).
-
لماذا تم اختيار طريقة TOPSIS مع أوزان الانتروبيا في هذه الدراسة؟
تم اختيار طريقة TOPSIS لأنها فعالة وسريعة في مقارنة واختيار البدائل، وتم استخدام أوزان الانتروبيا لتحديد أهمية كل معيار بناءً على كمية المعلومات المتاحة.
-
ما هي وحدة التحكم التي تم اختيارها كأفضل وحدة تحكم وفقاً للمعايير المدروسة؟
تم اختيار وحدة التحكم Ryu كأفضل وحدة تحكم وفقاً للمعايير المدروسة.
-
ما هي الاقتراحات المستقبلية التي قدمتها الورقة لتحسين الدراسة؟
اقترحت الورقة إضافة معايير أخرى مثل متطلبات النظام للأجهزة واختبار الشبكات الأكبر حجماً، وكذلك استخدام طرق متعددة المعايير أخرى مثل AHP أو ANP للتحقق من صحة النتائج.
المراجع المستخدمة
Kreutz, D., Ramos, F.M.V., Esteves Verissimo, P., Esteve Rothenberg, C., Azodolmolky, S., Uhlig, S.: Software-defined networking: a comprehensive survey. Proc. IEEE 103(1), 14–76 (2015)
About POX | NOXRepo. http://www.noxrepo.org/pox/about-pox/. Accessed 26 Apr 2016
Ryu SDN Framework. http://osrg.github.io/ryu/. Accessed 26 Apr 2016
The OpenDaylight Platform | OpenDaylight. https://www.opendaylight.org/. Accessed 26 Apr 2016
ONOS - A new carrier-grade SDN network operating system designed for high availability, performance, scale-out. http://onosproject.org/. Accessed 26 Apr 2016
Ehrgott, M., Gandibleux, X.: Multiple Criteria Optimization: State of the Art Annotated Bibliographic Surveys. Kluwer Academic Publishers, Boston (2002)
Fielding, R.T.: Architectural styles and the design of network-based software architectures, University of California, Irvine (2000)
Pfaff, B., Davie, B.: The Open vSwitch Database Management Protocol (2013)
hjp: doc: RFC 1157: Simple Network Management Protocol (SNMP). http://www.hjp.at/ doc/rfc/rfc1157.html. Accessed 26 Apr 2016
McKeown, N., Anderson, T., Balakrishnan, H., Parulkar, G., Peterson, L., Rexford, J., Shenker, S., Turner, J.: OpenFlow: enabling innovation in campus networks. ACM SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 38(2), 69–74 (2008)
Mininet Overview - Mininet. http://mininet.org/overview/. Accessed 26 Apr 2016
Shannon, C.E.: A mathematical theory of communication. ACM SIGMOBILE Mob. Comput. Commun. Rev. 5(1), 3–55 (2001)
Wei, C.C., Chien, C.F., Wang, M.J.J.: An AHP-based approach to ERP system selection. Int. J. Prod. Econ. 96(1), 47–62 (2005)
Huang, J.: Combining entropy weight and TOPSIS method for information system selection. In: 2008 IEEE Conference on Cybernetics and Intelligent Systems, pp. 1281–1284. IEEE, September 2008
قيم البحث
اقرأ أيضاً
أظهرت تقنية الشبكات الضوئية المعتمدة على Automatically Switched Optical Network (ASON)\Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) وثوقية عالية في الآونة الأخيرة، إلاَّ أنّ مسألة التحكم الموحد في الشبكات الضوئية أمست ضرورةً مُلحّة لتغطية المش
اكل الناتجة عن التحكم المنفصل بين طبقات الشبكة الضوئية المختلفة. وقد حققت محاولة تطبيق التحكم الموحد المستند إلى GMPLS في شبكات بروتوكول الانترنت/التنضيد بتقسيم طول الموجة المكثفInternet Protocol /Dense Wavelength Division Multiplexing (IP/DWDM) نتائجاً مرضية لكنها عكست تعقيداً كبيراً عند التشغيل في الزمن الحقيقي. من ناحية أخرى، يتم طرح مستوى تحكم OpenFlow كحل واعد ليكون مستوى تحكم موحد في مثل هذه الشبكات، لكنه ليس فعّالاً بدرجة كافية للتحكم في عقد التبديل الضوئية حتى الآن. لذلك، كخطوة وسيطة نحو مستوى تحكم موحد UCP يستند كليّاً إلى البروتوكولOpenFlow ، فإنّ الخيار المنطقي في الوقت الحالي هو تقديم مستوى تحكم التشغيل البيني OpenFlow/GMPLS القادر على استخدام GMPLS للتحكم في الطبقة الضوئية والتنسيق الديناميكي بين طبقة IP والطبقات الضوئية. يُقدم هذا البحث تطبيقاً عمليّاً لحلول التشغيل البيني (المتوازي والمتراكب والمتكامل) لمستويات التحكم GMPLS وOpenFlow المطبّقة على الشبكة الضوئيّة ASON المركّبة في المنطقة الجنوبية من سوريا. وقد أظهرت النتائج بأن الحل المتكامل للتحكم الموحد يتفوق على الحلول المتوازية والمتراكبة من حيث زمن التأخير الكلي لتوفير المسار في الشبكة الضوئيّة Overall path provisioning latency (OPPL)، على حساب التعقيد العالي للتصميم ومعالجة الحمل داخل المتحكم.
تعد الشبكات المعرفة بالبرمجيات Software Defined Networks(SDN) النقلة النوعية في مجال الشبكات لكونها تفصل عناصر التحكم عن عناصر التوجيه، واقتصرت وظيفة عناصر التوجيه على تنفيذ القرارات التي ترسل إليها من المتحكم عن طريق بروتوكول التدفق المفتوح OpenFlow
Protocol(OF) الذي يستخدم بشكل أساسي في SDN.نوضح في هذا البحث الاستفادة من المفهوم الجديد الذي قدمته الشبكات المعرفة بالبرمجيات، حيث تجعل إدارة الشبكة أسهل، فبدلاً من كتابة القواعد على كل جهاز، نقوم ببرمجة التطبيق الذي نريده في المتحكم، وتقوم أجهزة البنية التحتية بتنفيذ الأوامر الواردة إليها من المتحكم. ولكي نحقق أفضل أداء لهذه التقنية لا بد من تطبيق جودة الخدمة Quality of Service (QoS) ضمنها، حيث تشمل جودة الخدمة عدة معايير أهمها عرض الحزمة المستخدم والتأخير وخسارة البيانات والرجرجة (Jitter).ومن أهم هذه العوامل هو عرض الحزمة، لأنه من خلال تحسين هذا المعيار، يمكننا تحسين باقي المعايير الأخرى، لذلك نقدم في هذا البحث التحسين اللازم على المتحكم RYU لاستخدام عرض الحزمة بالشكل الأفضل، مما يحسن من جودة الخدمة في SDN.
تعد الشبكات المعرفة برمجيا" SDNواحدة من أكثر أنواع الشبكات تأثيرا" في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات مقارنة بجميع تكنولوجيات الشبكات التقليدية التي يوجد فيها الكثير من التحديات، كما تعدّ شبكات SDN من أكثر الحلول الواعدة للإنترنت في المستقبل وتوفر بن
ية تحتية قوية للشبكات بمواصفات عالية وتكلفة منخفضة، وتمثل مستقبل الجيل القادم لهندسة الشبكات بسبب سهولة تقسيم الشبكات وبرمجتها ومراقبتها، والتحكم فيها وإدارتها من خلال وحدة تحكم مركزية، كما إنّ فصل مسارات التحكم عن مسارات تمرير البيانات في شبكات SDN، يسهّل عملية إدارة وتطوير الشبكات، حيث تستخدم هذه التقنية حاليا" في مراكز البيانات والشبكات اللاسلكية، كما تعد حلا" للكثير من المشاكل التي تواجهها الشبكات التقليدية. تتميز شبكات SDN بالديناميكية الكافية للتعامل مع الظروف المختلفة للشبكة، ويعدّ المتحكم أحد أهم مكوناتها ويعتبر المكون الأذكى في الشبكة، ونظرا" لأهمية اختيار المتحكم المناسب حسب البارامترات والظروف المختلفة لشبكة SDN، قمنا في هذا البحث بإجراء تحليل لخصائص الشبكات المعرفة برمجيا"، و اعتمد التحليل على مقارنة شبكات SDN بوجود متحكم وحيدOpenDaylight (ODL) مع عدة متحكمات ODL، تم اختيار المتحكم ODL كونه يعدّ من المتحكمات الشهيرة ويتميز عن غيره بأنه مفتوح المصدر ويحتوي على datastore موزعة ومصمم ليناسب بيئة مراكز البيانات، مع الأخذ بعين الاعتبار بروتوكول OpenFlow المدعوم على الواجهة الجنوبية من قبل هذا المتحكم، ويتضمن البحث محاكاة لطبولوجيا الشبكات المعرفة برمجيا" باستخدام المحاكي Mininet، كما تم تحليل السيناريوهات والمعاملات المختلفة مثل معدل البيانات وتأخير الرزم والإنتاجية من خلال الأداة D-ITG.
تعد عملية التخطيط بين عناوين الطبقة الثالثة (IP) والطبقة الثانية (MAC) المفتاح الرئيسي في شبكات IP، وذلك من خلال بروتوكول دقة العناوين ARP في شبكات IPv4. بما أن هذا البروتوكول غير مستقر ولا يستخدم أي آلية للمصادقة فإنه يعد هدفاً سهلاً لهجمات الخداع.
قد تؤدي هذه الهجمات بدورها إلى هجمات أعقد مثل هجوم الرجل في المنتصف MIM وهجوم حجب الخدمة DoS. ناقشنا في هذا البحث مشكلة هجوم خداع البروتوكول ARP من خلال الدراسة في سياق الشبكات المعرفة بالبرمجيات SDN. دُرست مجموعة من البارامترات الهامة مثل الإنتاجية والتأخير وتوافرية الشبكة. بينت النتائج أن هجمات خداع البروتوكول ARP قادرة على التأثير سلباً على أداء الشبكة.
نقدم في هذا البحث نموذجاً صورياً لتوصيف عملية هجرة المضيفات في SDN بحيث
يتم التأكد من خاصية الوصولية (Reachability ) لمرزم و عدم تغييرها بعد الانتقال
و تحقيق التعديلات المطلوبة لكي يتم الحفاظ على نفس الخصائص. تم تصميم النموذج
بواسطة لغة التوصيف
الصوري TLA+ و التحقق منه من خلال أداة فحص النماذج TLC
المترافقة معه, حيث تميز النموذج بعدد قليل للحالات لتحقيق المطلوب.
الأسئلة المقترحة
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
