تُعد عملية فَصل اتّخاذ قراراتِ التّوجيه عن عَمليةِ توجيهِ البيانات جوهرُ تقنيةِ الشّبكات المُعرَّفة بالبرمجيّات. أحدُ أهمِّ مكوّنات هذه التقنية هو المُتحكّم و الذي يُعتبر المكوّن الأذكى في الشبكة. لقد تم تطويرُ العديدِ منَ المتحكمات منذ أن نشأت هذه التقنية، و تطرقت الكثير من الأبحاث إلى مقارنةِ أداءِ العديد منها بالنسبةِ للإنتاجية و التّأخير و الحماية.
و نظراً لأهمية اختيار المتحكم المناسب حسب البارامترات و الظروف المختلفة للشبكة قُمنا في هذا البحث بدراسةِ أداءِ أربعةِ متحكماتٍ و هي Floodlight, Beacon, NOX, RYU من حيث الإنتاجية و زمَنُ الرّحلة الانكفائيّة RTT بالإضافةِ إلى زَمنِ تأسيسِ الاتّصال مع مُبدِّل الشبكة و زَمن إضافة مَدخل إلى جَدول التّدفُّق Flow Table للمبدل. النتائجُ أظهَرت تفوُّق المتحكّم Beacon من حيث الإنتاجية عندما يكون عدد المبدلات في الشبكة مساوياً لعدد أنوية المعالج للجهازِ الّذي يَعمَلُ عليهِ المُتحكّم، أمّا ما يتعلّقُ بزمنِ الرّحلةِ الانكفائيّةِ و زَمنِ إضافةِ مدخَلٍ إلى جَدولِ التّدفُّق فقد حَقق المتحكم NOX أقلَّ زمن، و أخيراً كان المتحكم Floodlight هو الأفضل زمنياً من حيثُ تأسيسِ الاتّصال مع المُبدّل.
Decoupling the decision-making process from the data forwarding process is the heart of
software-defined networks technology. One of the most important components of this
technology is the controller, which is the smartest component in the network. Many of the
controllers have been developed since the technology originated, and many researches
have been done to compare the performance of these controllers for productivity, delay and
protection.
And due to the importance of selecting the appropriate controller according to different
parameters and network states, we studied the performance of four controllers: Floodlight,
Beacon, Nox, RYU in terms of productivity, RTT, time of establishing connection with an
OpenFlow switch and the time for adding an input to the switch flow table. The results
showed that the Beacon control was superior in performance when the number of switches
in the network was equal to the number of processor cores used by the controller. For RTT
and the time needed to add an input to the flow table, the NOX controller achieved less
time. Finally, the Floodlight controller was the best in terms of establishing connection
with the switch because it needed less time.
ملخص البحث
تُعد عملية فصل اتخاذ قرارات التوجيه عن عملية توجيه البيانات جوهر تقنية الشبكات المعرفة بالبرمجيات. أحد أهم مكونات هذه التقنية هو المتحكم، والذي يُعتبر المكون الأذكى في الشبكة. لقد تم تطوير العديد من المتحكمات منذ أن نشأت هذه التقنية، وتطرقت الكثير من الأبحاث إلى مقارنة أداء العديد منها بالنسبة للإنتاجية والتأخير والحماية. نظراً لأهمية اختيار المتحكم المناسب حسب البارامترات والظروف المختلفة للشبكة، قمنا في هذا البحث بدراسة أداء أربعة متحكمات وهي Floodlight, Beacon, NOX, RYU من حيث الإنتاجية وزمن الرحلة الانكفائية RTT بالإضافة إلى زمن تأسيس الاتصال مع مبدل الشبكة وزمن إضافة مدخل إلى جدول التدفق Flow Table للمبدل. أظهرت النتائج تفوق المتحكم Beacon من حيث الإنتاجية عندما يكون عدد المبدلات في الشبكة مساوياً لعدد أنوية المعالج للجهاز الذي يعتمد عليه المتحكم، أما بالنسبة لزمن الرحلة الانكفائية وزمن إضافة مدخل إلى جدول التدفق فقد حقق المتحكم NOX أقل زمن، وأخيراً كان المتحكم Floodlight هو الأفضل زمنياً من حيث تأسيس الاتصال مع المبدل. بناءً على النتائج، يمكن اختيار المتحكم المناسب حسب متطلبات الشبكة، حيث يُفضل استخدام Beacon في الشبكات التي تتطلب معدل إرسال بيانات عالٍ، وFloodlight في الشبكات التي تحتوي عدد كبير من المبدلات وتتطلب معدل إرسال بيانات متوسط، وNOX في التطبيقات التي تتطلب سرعة في التنفيذ.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم تحليلاً شاملاً لأداء المتحكمات المختلفة في الشبكات المعرفة بالبرمجيات، إلا أنه يفتقر إلى بعض النقاط التي يمكن أن تعزز من قيمته العلمية. على سبيل المثال، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية مثل التداخل الكهرومغناطيسي أو الأحمال الزائدة على أداء المتحكمات. كما أن البحث اعتمد بشكل كبير على المحاكاة باستخدام Mininet، وهو ما قد لا يعكس الأداء الحقيقي في بيئات الإنتاج الفعلية. بالإضافة إلى ذلك، كان من الممكن أن يكون هناك تحليل أعمق لآليات الأمان والحماية التي يوفرها كل متحكم، خاصة في ظل التهديدات السيبرانية المتزايدة. بشكل عام، البحث مفيد ويقدم رؤى قيمة، ولكن يمكن تحسينه بإضافة المزيد من الدراسات العملية والتحليلات الأمنية.
أسئلة حول البحث
-
ما هي المتحكمات الأربعة التي تم دراستها في البحث؟
المتحكمات الأربعة التي تم دراستها هي Floodlight, Beacon, NOX, RYU.
-
أي متحكم حقق أقل زمن للرحلة الانكفائية؟
المتحكم NOX حقق أقل زمن للرحلة الانكفائية.
-
ما هو المتحكم الأفضل من حيث زمن تأسيس الاتصال مع المبدل؟
المتحكم Floodlight هو الأفضل من حيث زمن تأسيس الاتصال مع المبدل.
-
ما هي الأداة المستخدمة لقياس إنتاجية المتحكمات في البحث؟
الأداة المستخدمة لقياس إنتاجية المتحكمات هي CBench.
المراجع المستخدمة
M. CASADO, T. KOPONEN, D. MOON, and S. SHENKER. Rethinking Packet Forwarding Hardware. Seventh ACM Workshop. On HotNets-VII, 2008
ONF,–SDN Architecture Overview. Version 1.0, URL:https://www.opennetworking.org/ images/stories/downloads/sdn-resources/technicalreports/ SDN-architecture-overview 1.0. pdf, 2013
MCKEOWN, N. Openflow: enabling innovation in campus networks. Commun. SIGCOMM Comput, Rev., 38(2), PP :69–74, April 2008
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
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
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
الشبكات المعرفة برمجيا SDN هي عبارة عن بنية شبكية جديدة توفر التحكم المركزي بكامل الشبكة. يعمل هذا المتحكم كنظام تشغيل يقوم بإرسال التعليمات وتطبيق التغييرات من خلال الواجهات التخاطبية بينه وبين الأجهزة المسؤولة عنها ويدعى بالمتحكم.
إن اتصالات D2D هي إحدى التقنيات الواعدة في الجيل الخامس للاتصالات النقالة. و التي تساعد على زيادة حجم المعطيات المتبادلة, توسيع مجال التغطية للمحطات القاعدية, إفراغ قلب الشبكة من المعطيات, و إمكانية استخدام حزم ترددية جديدة لم تكن مستخدمة مسبقا في الاتصالات النقالة.