KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권2호
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pp.733-750
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2019
Software Defined Networking (SDN) is a new network paradigm, allowing administrators to manage networks through central controllers by separating control plane from data plane. So, one or more controllers must locate outside switches. However, this separation may cause delay problems between controllers and switches. In this paper, we therefore propose a Priority-based Scheduling policy for OpenFlow (PSO) to reduce the delay of some significant traffic. Our PSO is based on packet prioritization mechanisms in both OpenFlow switches and controllers. In addition, we have prototyped and experimented on PSO using a network simulator (ns-3). From the experimental results, PSO has demonstrated low delay for targeted traffic in the out-of-brand control network. The targeted traffic can acquire forwarding rules with lower delay under network congestion in control links (with normalized load > 0.8), comparing to traditional OpenFlow. Furthermore, PSO is helpful in the in-band control network to prioritize OpenFlow messages over data packets.
미래형 서비스 실증을 위해서 실험자들에게 소프트웨어-정의 네트워킹(Software-Defined Networking: SDN)과 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing: CC) 기반으로 융합된 컴퓨팅/네트워킹 자원들을 유연하게 제공하는 통합된 시험/실증 환경의 중요성이 확산되고 있다. 이러한 추세에 맞춰서 OF@TEIN(OpenFlow @ Trans Eurasian Information Network) 시험/실증 환경에서는 국내외 다수 지역들에 가상화를 지원하는 융합형 자원인 SmartX Rack들을 설치하고 이들을 오픈플로우(OpenFlow) 기반의 SDN에 의해 연동하여 활용한다. 본 논문에서는 다지점에 설치된 오픈플로우 사이트들을 2계층 이더넷(Ethernet) 차원에서 연동할 때 원하는 토폴로지에 부합하도록 NVGRE(network virtualized generic route encapsulation) 터널링을 자동으로 설정하고 관제하는 관리도구를 소개한다. 제안한 관리 도구를 활용하면 운용자는 다수의 오픈플로우 사이트들간의 네트워크 연동을 신속하고 효율적으로 관리할 수 있고, 이와 동시에 실험자들은 원하는 가상화된 사용자 네트워크(virtual tenant network)를 최대한 자율적으로 구성하고 활용할 수 있다.
OpenFlow 기술은 기존의 폐쇄적인 네트워킹 기술을 개방형 네트워킹 기술로 변화시켜서 새로운 네트워킹 기술 발전을 위한 기반을 제공하였다. OpenFlow 기술의 상용화 및 표준화를 촉진시키기 위해서 설립된 ONF(Open Networking Foundation)는 네트워킹 기술을 컴퓨팅 기술로 재해석하고 OpenFlow 기술을 기반으로 SDN(Software-Defined Networking) 기술을 정의하였다. SDN 기술은 네트워크 비용 및 복잡성을 근본적으로 해결하는 기술로, 기존 네트워킹 기술의 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 근본적으로 변화시키는 미래인터넷 기술로 떠오르고 있다.
SDN(Software Defined Networking) 환경에서는 OpenFlow 프로토콜을 사용함으로써, 컨트롤러는 스위치가 패킷의 도착이나 Table의 상태에 따라 미리 Flow table의 Entry를 추가, 갱신, 삭제하도록 제어한다. 본 논문에서는 Flow entry의 사용량에 대한 확률을 정확하게 측정하기 위하여 Hidden Markov Mode (HMM)을 적용한 새로운 Flow entry 사전 제거 기법을 제안한다. 본 연구를 통해 HMM을 사용하여 기존 기술들보다 효과적이며 Flow table 관리에 있어 향상된 성능을 목표로 한다.
미래 인터넷과 관련한 많은 연구들이 활발히 진행 중에 있는 지금, SDN(Software Defined Networking)이라는 새로운 네트워킹 패러다임이 IT 사회의 큰 이슈로 대두되고 있는 추세이다. 따라서 본 논문에서는 기존의 SDN(소프트웨어 정의 네트워킹) 방식을 도입하여 서비스 정의 네트워킹을 제안한다. 이는 패킷을 전송할 때, 서비스 별로 패킷을 분류하고 전송하도록 하는 방식으로, 네트워크 자원을 효율적으로 사용함과 더불어 패킷 전송 시에 발생할 수 있는 지연을 최소화하는 알고리즘을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘1)을 통해 네트워크 혼잡상태에서 발생하는 가장 큰 문제점 중 하나인 패킷 전송 대기시간을 완화할 수 있으며 또한 서비스에 따라 패킷을 분류하여 전송하므로 기존 네트워크에서 다양한 크기의 패킷을 처리하는 과정에서 발생하는 네트워크 자원 사용 문제를 효율적으로 개선할 수 있다.
현재의 OpenFlow 기반의 SDN(Software-Defined Networking) 기술은 데이터 센터 네트워크를 대체하기 위한 기술로 간주되고 있으며 캐리어(통신 사업자)의 네트워크에 적용하기에는 아직 많은 기술 개발이 필요한 것으로 알려져 있다. 본고에서는 캐리어 네트워크에 적용 가능한 SDN을 SDN 2.0으로 정의하고 SDN 2.0의 실현에 필요한 주요 기술들의 연구동향과 적용방안에 대해 살펴본다.
The Virtual Local Area Network (VLAN) has been used for a long time in campus and enterprise networks as the most popular network virtualization solution. Due to the benefits and advantages achieved by using VLAN, network operators and administrators have been using it for constructing their networks up until now and have even extended it to manage the networking in a cloud computing system. However, their configuration is a complex, tedious, time-consuming, and error-prone process. Since Software Defined Networking (SDN) features the centralized network management and network programmability, it is a promising solution for handling the aforementioned challenges in VLAN management. In this paper, we first introduce a new architecture for campus and enterprise networks by leveraging SDN and OpenFlow. Next, we have designed and implemented an application for easily managing and flexibly troubleshooting the VLANs in this architecture. This application supports both static VLAN and dynamic VLAN configurations. In addition, we discuss the hybrid-mode operation where the packet processing is involved by both the OpenFlow control plane and the traditional control plane. By deploying a real test-bed prototype, we illustrate how our system works and then evaluate the network latency in dynamic VLAN operation.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권1호
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pp.1-17
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2016
The separated management and operation of commercial IP/optical multilayer networks makes network operators look for a unified control plane (UCP) to reduce their capital and operational expenditure. Software-defined networking (SDN) provides a central control plane with a programmable mechanism, regarded as a promising UCP for future optical networks. The general control and scheduling mechanism in SDN-based optical burst switching (OBS) networks is insufficient so the controller has to process a large number of messages per second, resulting in low network resource utilization. In view of this, this paper presents the burst-flow scheduling mechanism (BFSM) with a proposed scheduling algorithm considering channel usage. The simulation results show that, compared with the general control and scheduling mechanism, BFSM provides higher resource utilization and controller performance for the SDN-based OBS network in terms of burst loss rate, the number of messages to which the controller responds, and the average latency of the controller to process a message.
소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)은 스위치의 데이터 플레인에서 컨트롤 기능을 분리해 프로그램 가능한 네트워크 관리법을 제시하는 차세대 네트워킹 기술이다. 하지만 SDN 스위치는 패킷 포워딩에 쓰이는 플로우 테이블의 부족한 용량으로 인해, 플로우 엔트리를 충분히 수용하지 못하는 문제가 있다. 이는 플로우 테이블의 오버플로우 등을 야기해 네트워크 성능을 저하시킬 수 있으므로, 본 논문은 비활성화된 플로우를 적시에 방출해 플로우 테이블 사용량을 최적으로 유지할 수 있는 정책을 제안한다. 특히, 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP) 플로우 엔트리들의 정보를 주기적으로 샘플링하여 비활성화된 엔트리들이 조기에 방출될 수 있도록 한다. 트래픽에 기반한 실험을 통하여, 우리는 본 정책이 Random, FIFO 정책과 비교해 오버플로우 및 플로우 재설치 발생 횟수를 크게 감소시키는 것을 확인할 수 있었다.
무선 센서 네트워크는 자원 제약적인 센서 노드들로 구성되는 네트워크로, 분산 서비스 거부 공격, 라우팅 공격 등 다양한 악의적인 공격이 발생될 수 있다. 본 논문에서는 소프트웨어 정의 네트워킹 기술과 보안 기술을 융합하여 무선 센서 네트워크에 발생하는 다양한 공격을 탐지하고 방어하는 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 서버에 있는 침입 탐지 및 방지 시스템이 SDN 컨트롤러를 통해 전달되는 오픈플로우 스위치의 로그 정보들을 축적하여 침입을 탐지하며, 침입을 탐지했을 때 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 오픈플로우 스위치에 해당 침입에 대한 대응방안을 설정함으로써 침입을 방지할 수 있다. 본 논문에서는 분산 서비스 거부 공격 및 라우팅 공격 발생 시 침입 탐지 및 방지를 보임으로써 제안기법의 타당성을 보였다. 제안기법은 다른 기법과 달리 중앙 집중 서버에서 그래프 모델과 침입 탐지 모델을 융합하여 효과적이고 메시지 효율적으로 다양한 침입을 탐지하고 방지할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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