ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دمج مستوى تحكم الشبكات الضوئية المبدلة آلياً (ASON\GMPLS) في الشبكات المعرفة بالبرمجيات SDN\OpenFlow))

Control Plane Integration of Automatically Switched Optical Network( ASON)\Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Networks into Software Defined Networking(SDN)\OpenFlow Networks

1886   2   0   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2020
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

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 المشاكل 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.


ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية دمج مستوى تحكم الشبكات الضوئية المبدلة آلياً (ASON) باستخدام بروتوكول GMPLS في الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) باستخدام بروتوكول OpenFlow. تهدف الورقة إلى تقديم حلول تشغيل بيني بين GMPLS و OpenFlow للتحكم في الشبكات الضوئية المركبة في المنطقة الجنوبية من سوريا. تم اختبار ثلاثة حلول: الحل الموازي، الحل المتراكب، والحل المتكامل. أظهرت النتائج أن الحل المتكامل يتفوق على الحلول الأخرى من حيث زمن التأخير الكلي لتوفير المسار الضوئي، على الرغم من تعقيد التصميم وزيادة الحمل على المتحكم. تم استخدام المحاكي Mininet والمتحكم NOx لاختبار الحلول المقترحة في بيئة افتراضية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة خطوة مهمة نحو تحسين التحكم في الشبكات الضوئية باستخدام تقنيات SDN و OpenFlow. ومع ذلك، يمكن الإشارة إلى بعض النقاط التي قد تحتاج إلى تحسين. أولاً، الورقة تركز بشكل كبير على الجانب النظري والتجريبي في بيئة افتراضية، مما يجعل من الصعب تقييم الأداء في بيئة حقيقية. ثانياً، تعقيد التصميم وزيادة الحمل على المتحكم في الحل المتكامل قد يكونان عقبة أمام التطبيق العملي. ثالثاً، الورقة لم تتناول بشكل كافٍ التحديات الاقتصادية واللوجستية المرتبطة بتحديث البنية التحتية للشبكات الضوئية الحالية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الأهداف الرئيسية لهذه الورقة البحثية؟

    تهدف الورقة إلى دراسة دمج مستوى تحكم الشبكات الضوئية المبدلة آلياً (ASON) باستخدام بروتوكول GMPLS في الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) باستخدام بروتوكول OpenFlow، وتقديم حلول تشغيل بيني بين GMPLS و OpenFlow للتحكم في الشبكات الضوئية.

  2. ما هي الحلول الثلاثة التي تم اختبارها في الورقة؟

    تم اختبار ثلاثة حلول: الحل الموازي، الحل المتراكب، والحل المتكامل.

  3. ما هو الحل الذي أظهر أفضل أداء من حيث زمن التأخير الكلي لتوفير المسار الضوئي؟

    أظهر الحل المتكامل أفضل أداء من حيث زمن التأخير الكلي لتوفير المسار الضوئي.

  4. ما هي الأدوات المستخدمة لاختبار الحلول المقترحة في بيئة افتراضية؟

    تم استخدام المحاكي Mininet والمتحكم NOx لاختبار الحلول المقترحة في بيئة افتراضية.


المراجع المستخدمة
MUÑOZ, R.; VILALTA, R., CASELLAS, R.; MARTÍNEZ, R.; FRANCOIS, F.; CHANNEGOWDA, M.; YOSHIKANE, N. Transport network orchestration for end-to-end multilayer provisioning across heterogeneous SDN/OpenFlow and GMPLS/PCE control domains.Journal of Lightwave Technology, 33(8),2015, 1540-1548.
LIU, L.; TSURITANI, T.; MORITA, I. Experimental demonstration of OpenFlow/GMPLS interworking control plane for IP/DWDM multi-layer optical networks. In 2012 14th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), IEEE,2012, (pp. 1-4)
LEE, Y.; BERNSTEIN, G.; LI, D.; IMAJUKU, W. Routing and wavelength assignment information model for wavelength switched optical networks. draft-ietf-ccamp-rwa-info work in progress,2010
GUDE, N.; KOPONEN, T.; PETTIT, J.; PFAFF, B.;CASADO, M.; MCKEOWN, N.; SHENKER, S. NOX: towards an operating system for networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 38(3),2008, 105-110
LI, Y.; KILPER, D. C. Optical physical layer SDN.Journal of Optical Communications and Networking, 10(1), 2018,A110-A121
قيم البحث

اقرأ أيضاً

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.
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.
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.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا