Abstract
As the next generation network architecture, software-defined networking (SDN) has exciting application prospects. Its core idea is to separate the forwarding layer and control layer of network system, where network operators can program packet forwarding behavior to significantly improve the innovation capability of network applications. Traffic engineering (TE) is an important network application, which studies measurement and management of network traffic, and designs reasonable routing mechanisms to guide network traffic to improve utilization of network resources, and better meet requirements of the network quality of service (QoS). Compared with the traditional networks, the SDN has many advantages to support TE due to its distinguish characteristics, such as isolation of control and forwarding, global centralized control, and programmability of network behavior. This paper focuses on the traffic engineering technology based on the SDN. First, we propose a reference framework for TE in the SDN, which consists of two parts, traffic measurement and traffic management. Traffic measurement is responsible for monitoring and analyzing real-time network traffic, as a prerequisite for traffic management. In the proposed framework, technologies related to traffic measurement include network parameters measurement, a general measurement framework, and traffic analysis and prediction; technologies related to traffic management include traffic load balancing, QoS-guarantee scheduling, energy-saving scheduling, and traffic management for the hybrid IP/SDN. Current existing technologies are discussed in detail, and our insights into future development of TE in the SDN are offered
چکیده
شبکه مبتنی بر نرم افزار (SDN)، بعنوان نسل آتی معماری شبکه، چشم انداز کاربردی مهیجی را داراست. ایده اصلی در این نوع شبکه، تفکیک و جداسازی لایه ارسال و لایه کنترل در سیستم شبکه بوده که در این حالت کاربران شبکه قادر خواهند بود رفتار ارسال بسته را مبتنی بر برنامه نموده و بطور قابل ملاحظه ای ظرفیت جدیدی از اپلیکیشن های شبکه را ایجاد و بهبود بخشند. مهندسی ترافیک، اپلیکیشن مهمی در شبکه بوده که به مطالعه اندازه گیری و مدیریت ترافیک شبکه پرداخته و مکانیسم های مسیریابی مناسبی را برای هدایت ترافیک شبکه جهت بکارگیری بهتر منابع شبکه طراحی می کند و نیازهای کیفیت سرویس (QoS) در شبکه را بگونه ای بهتر فراهم می نماید. شبکه های SDN باتوجه به ویژگی های شاخص و متمایز آن همچون جداسازی فرایند کنترل و ارسال، کنترل متمرکز سراسری و برنامه پذیری رفتار شبکه، جهت پوشش مهندسی ترافیک در شبکه، دارای مزایای بسیاری در مقایسه با شبکه های سنتی است. این مقاله بر فن آوری مهندسی ترافیک بر مبنای SDN متمرکز است. در ابتدا، یک قالب و چارچوب مرجع برای مهندسی ترافیک در SDN مطرح می کنیم که متشکل از دو بخش سنجش ترافیک و مدیریت ترافیک خواهد بود. سنجش ترافیک مسئول نظارت و آنالیز ترافیک شبکه در زمان واقعی بعنوان یک پیش نیاز مدیریت ترافیک می باشد. در قالب مرجع پیشنهاد شده؛ فناوری های مربوط به سنجش ترافیک شامل اندازه گیری پارامترهای شبکه، یک چارچوب اندازه گیری عمومی، آنالیز و پیش بینی ترافیک بوده و فناوری های مربوط به مدیریت شبکه شامل تعدیل (بالانس) بار ترافیک، برنامه ریزی ضمانت کیفیت سرویس، برنامه ریزی صرفه جویی در انرژی، و مدیریت ترافیک برای IP/SDN ترکیبی. فناوری های موجود حال حاضر با جزئیات بحث شده و دیدگاه های ما در رشد و پیشرفت آتی مهندسی ترافیک در SDN ارائه شده است.
1-مقدمه
با توسعه مداوم و عمیق اپلیکیشن محاسبات ابری و اینترنت اشیا (IOT)، معماری شبکه سنتی قادر به برآورده نمودن الزامات زمینه های صنعت حال حاضر، مانند سیستم های فیزیکی–سایبری (CPS)، شبکه بیسیم 5G، و اینترنت وسایل نقلیه نیست. بنابراین برخی از محققان پیشنهاد نموده اند که شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN) برای محیط صنعتی که ظرفیت انعطاف پذیری و نوآوری اینترنت اشیا در آن افزایش خواهد یافت، عملی و کاربردی خواهد بود.
امنیت و مهندسی ترافیک (TE) هر دو از موضوعات پژوهشی اپلیکیشن های SDN در زمینه محیط های صنعتی هستند. در این متن، مسائل امنیتی SDN را مورد مطالعه قرار داده و به طور عمده بر روی مشکل مهندس ترافیک در SDN متمرکز خواهیم شد. مهندسی ترافیک (TE) اپلیکیشن مهمی است مرتبط با سیستم های شبکه که مهمترین وظیفه آن مطالعه نحوه اندازه گیری و آنالیز ترافیک شبکه در زمان واقعی، و طراحی مکانیسم های مسیریابی مناسب و منطقی جهت برنامه ریزی و هدایت ترافیک شبکه برای بکارگیری بهتر منابع شبکه یا برآورده نمودن بهتر الزامات کیفیت سرویس (QOS) در شبکه می باشد. فن آوری های مهندسی ترافیک شبکه های سنتی عمدتا شامل مهندسی ترافیک مبتنی بر IP و مهندسی ترافیک مبتنی بر MPLS است...