A Systematic Mapping Study on SDN Controllers for Enhancing Security in IoT Networks
本文通过系统映射研究综述了33项利用SDN控制器增强物联网网络安全的研究，发现集中式控制器架构和机器学习分别是主流架构与主要风险缓解技术，并指出了现有研究空白。
2024-08-02 cs.CR cs.NI cs.SE
Strengthening SDN Security: Protocol Dialecting and Downgrade Attacks
软件定义网络（SDN）已成为数据中心和5G网络的基础技术。在SDN网络中，路由和流量管理决策由集中式控制器做出，并经由控制信道传送到交换机。传输层安全（TLS）已被提议作为其单一安全层;然而，TLS的使用是可选的，并且连接仍然容易受到降级攻击。在本文中，我们提出了加强安全保证使用协议拨号的方法，以提供额外的和可定制的安全。我们考虑并评估了OpenFlow协议操作的两种Dialecting方法，将每消息身份验证添加到独立于TLS的SDN控制信道，并在TLS实现的可选情况下提供对降级攻击的鲁棒性。此外，我们测量的性能影响，使用这些dialecting原语在Mininet实验。结果显示通信延迟的适度增加小于22%。
2020-10-22 cs.NI
Ambusher: Exploring the Security of Distributed SDN Controllers Through Protocol State Fuzzing
针对分布式SDN控制器协议的安全问题，提出基于协议状态模糊测试的工具Ambusher，通过提取简化状态机高效发现攻击场景，并在真实SD-WAN部署中识别出6个潜在漏洞。
2025-10-17 cs.CR cs.NI
Improving Software Defined Cognitive and Secure Networking
传统的通信网络由大量的供应商特定的手动可配置设备组成，这些设备与特定的控制逻辑或算法硬连线。所得到的网络包括分布式控制平面架构，其本质上是复杂的，难以集成和操作，并且在资源使用方面效率最低。然而，数据流量的快速增长需要综合使用各种接入技术和自主网络操作，提高效率。因此，提出了软件定义网络（SDN）的概念，其将网络控制平面与数据转发平面解耦。SDN控制平面可以集成各种设备，并通过供应商无关的可编程应用编程接口（API）在运行时对其进行调整。本文提出了软件定义的认知网络，使智能使用网络资源。不同的无线电接入技术，包括认知无线电，通过一个共同的控制平台集成，以提高整体网络性能。提出了软件定义认知网络的体系结构框架，并给出了实验性能评估。由于SDN使应用程序能够改变网络行为，并集中网络控制平面来监视整个网络，因此研究SDN的安全性非常重要。因此，本文发现了SDN中潜在的安全漏洞，研究了针对这些漏洞提出的安全平台和架构，并提出了未来解决安全漏洞的方向。此外，本文还研究了SDN、云技术和虚拟网络功能等5G使能技术的潜在安全挑战及其解决方案，并为提高5G网络的安全性提供了关键见解。
2020-07-10 cs.CR cs.NI
Performance and Security Evaluation of SDN Networks in OMNeT++/INET
软件定义网络（SDN）最近被引入作为计算机网络中的新通信范例。通过将控制平面与数据平面分离，并将数据包转发委托给简单的交换机，SDN可以部署和运行管理更灵活、配置更简单的网络。本文描述了一组INET框架的扩展，允许研究人员和网络设计人员模拟SDN架构，并在设计时评估其性能和安全性。结合SDN网络的性能评估和设计优化，我们的扩展能够模拟基于SDN的异常检测和缓解技术，以及定量评估网络物理攻击及其对网络和应用的影响。这项工作是一项正在进行的研究活动，我们计划将其作为INET框架的官方贡献。
2016-09-15 cs.NI
An Efficient SDN Architecture for Smart Home Security Accelerated by FPGA
随着物联网（IoT）设备的兴起，家庭网络管理和安全变得越来越复杂。迫切需要使灵巧家庭网络管理高效。这项工作提出了一种基于SDN的架构，通过K-最近邻（KNN）的设备分类和恶意流量检测来保护灵巧家庭网络。通过将计算密集型的KNN模型卸载到现场可编程门阵列（FPGA）来进一步提高效率，FPGA以更低的成本和更高的效率提供GPU平台的并行处理能力，并且可以用于加速时间敏感的任务。提出的并行化和实现KNN的FPGA上实现，使用Vivado设计套件从Xilinx和高级综合（HLS）。当使用10倍交叉验证进行优化时，与四个备选KNN实例（即，比基于并行冒泡排序的实现快78%，比其他三种排序算法快99%）。此外，通过36，225个训练样本，所提出的KNN解决方案在FPGA上以约4毫秒的95%准确率对测试查询进行分类，而在CPU平台上则为57秒。
2021-06-27 cs.CR cs.NI
An SDN-based approach to enhance BGP security
BGP易受一系列攻击。在过去二十年中提出了许多解决办法，但最有效的办法基本上仍未部署。这是由于三个基本原因：解决方案对于当前的路由器来说在计算上太昂贵，它们需要更改BGP，和/或它们没有提供正确的激励来促进部署。在这个摘要中，我们提出了一个软件定义网络（SDN）架构，以确保BGP路由。我们的解决方案BGPSecX以IXP为目标，它包括允许不同IXP协作的技术。通过SDN，我们消除了路由器的计算负担，并且不对BGP进行更改。以IXP为目标并促进IXP之间的协作，可以创造激励措施，促进BGP安全服务的采用。
2016-03-12 cs.NI
ANCHOR: logically-centralized security for Software-Defined Networks
虽然SDN的集中化带来了更快的创新速度等优势，但它也破坏了传统架构对不同威胁的一些自然防御。关于SDN的文献大多关注功能方面，尽管有一些关于非功能属性（如“安全性”或“可靠性”）的具体工作。虽然以临时、零敲碎打的方式处理后者可能会奏效，但这很可能导致效率和效力问题。我们认为，作为SDN鲁棒性的支柱，非功能属性的实施需要一种系统性的方法。作为一个一般的概念，我们提出了锚，一个子系统架构，促进非功能属性的逻辑集中。为了证明这一概念的有效性，我们在本文中重点关注“安全性”：我们确定了SDN中当前的安全漏洞，并以全局和一致的方式使用适当的安全机制填充架构中间件。锚点提供的基本安全机制包括可靠的熵和弹性伪随机生成器，以及用于SDN设备的安全注册和关联的协议。我们在论文中声称并证明，集中这些机制是其有效性的关键，允许我们：为这些属性定义和执行全局策略;降低控制器和转发设备的复杂性;确保关键服务的更高水平的鲁棒性;促进非功能性属性执行机制的互操作性;并促进架构本身的安全性和弹性。我们讨论的设计和实现方面，我们证明和评估我们的算法和机制，包括形式化的主要协议和验证其核心的安全属性使用的Tamarin证明。
2018-12-31 cs.CR cs.NI
Enabling Cooperative IoT Security via Software Defined Networks (SDN)
物联网（IoT）正成为网络犯罪分子越来越有吸引力的目标。我们观察到，许多对物联网的攻击都是以合谋的方式发起的，例如暴力破解用户名和密码，以针对特定的受害者。然而，大多数时候，我们对这类攻击的防御机制是单独和独立进行的，这导致防御无效和薄弱。为此，我们建议利用软件定义网络（SDN）为传统的基于IP的物联网设备实现协作安全。SDN将控制平面和数据平面合并，可以帮助桥接应用层和网络层之间划分的知识。在本文中，我们讨论了物联网的安全问题和挑战，并提出了一个基于SDN的架构，以合作的方式实现物联网安全。此外，我们实现了一个平台，可以快速共享攻击信息与对等控制器和阻止攻击。我们在虚拟和物理SDN环境中使用OpenFlow交换机进行了实验。我们的评估结果表明，这两种环境都可以很好地扩展来处理攻击，但硬件实现比虚拟环境更有效。
2018-06-05 cs.NI
Comparative Analysis of POX and RYU SDN Controllers in Scalable Networks
本文通过Mininet仿真对比SDN控制器POX和Ryu的QoS性能，发现POX适用于小规模场景，Ryu在复杂网络中可扩展性更优，为SDN部署优化提供了参考。
2025-04-17 cs.NI
A Security Evaluation Framework for Software-Defined Network Architectures in Data Center Environments
本文提出一个四阶段安全评估框架，用于评估数据中心SDN架构的安全水平，并通过实验展示如何映射SDN威胁、漏洞、缓解措施及风险影响分类，以帮助管理员满足安全需求。
2023-04-12 cs.CR cs.NI
On the Integration of Blockchain and SDN: Overview, Applications, and Future Perspectives
区块链（BC）和软件定义网络（SDN）是领先的技术，最近在几个网络相关场景中找到了应用，因此在研究界引起了越来越大的兴趣。事实上，当前的网络通过互联网连接大量对象，并且在这种复杂的场景中，为了确保安全性、隐私性、机密性和可编程性，已经成功地提出了BC和SDN的利用。在这项工作中，我们提供了一个全面的调查，这两个最近的研究趋势，并回顾了相关的国家的最先进的文献。我们首先描述每种技术的主要特征，并讨论它们最常见和最常用的变体。此外，我们设想将这些技术整合起来，共同有效地利用这些技术。事实上，我们认为他们的组明智的利用-命名为BC-SDN -基于更强的安全性和隐私的需要。此外，我们还涵盖了这些技术的单独和组合的应用领域。最后，我们讨论了审查研究的开放问题，并描述了未来关于BC和SDN集成的途径的潜在方向。总而言之，本调查的贡献涵盖了从BC和SDN文献背景的概述到BC-SDN集成在不同领域的好处和局限性的讨论，这也提出了开放的挑战和可能的未来途径。据我们所知，与现有的调查相比，这是第一项根据广泛的BC-SDN集成分析上述方面的工作，特别关注实际使用场景中的安全和隐私问题。
2022-08-03 cs.CR cs.NI
Enhancing 6G Network Security and Incident Response through Integrated VNF and SDN Technologies
本文提出VNFSDN，集成VNF与SDN技术，以提升6G网络安全和事件响应效率，实现动态适应与主动威胁检测。
2025-09-10 cs.NI
Software Defined Security Service Provisioning Framework for Internet of Things
可编程管理框架为网络中的设备管理铺平了道路。近来，新兴的软件定义网络（SDN）范式已经彻底改变了可编程网络。物联网（IoT）等网络应用的设计者已经开始研究SDN范式在改善网络管理方面的潜力。物联网设想将我们环境周围的各种嵌入式设备与IP互连，以实现互联网连接。与传统的网络架构不同，物联网的特点是资源限制和无线和有线介质的异构互连。因此，提出了管理物联网的独特挑战，本文对此进行了讨论。物联网的普遍存在给物联网带来了独特的安全挑战，这是物联网管理框架的一个方面。本文总结了物联网中的安全威胁和要求，这些威胁和要求是从调查物联网安全挑战的最新努力中提取的。提出了基于SDN的物联网安全服务提供框架。
2017-11-29 cs.CR cs.NI
An information security monitoring and management system for 5G and 6G Networks based on SDN/NFV
提出了一种使用软件定义网络和网络功能虚拟化（SDN/NFV）的概念来实现5G和6 G网络中的信息安全监控和管理系统的方法。基于OpenFlow协议的SDN交换机作为网络传感器提供。为了减少在逻辑上位于传感器上的流量过滤系统上的大量所有规则中找到正确规则的子集的时间，提出了一种在5G和6 G传输网络中处理和过滤流量的方法。这种方法基于DPDK和LPM算法，能够在1个CPU核心上每秒处理多达8个兆包;数据包处理需要O（1），这明显低于类似算法。管理子系统由区域监测中心和一个主监测中心组成。主监控中心包括SDN控制器的主集群以及主动/主动冗余方案。区域中心代表管理本地下属传感器的SDN软件控制器。所有的管理中心通过传输子系统相互连接，形成一个网络。为了提供容错、负载均衡和网络连接性，已经开发了用于SDN控制器之间的网络传感器负载均衡的算法。该算法的结果在一组最佳的传感器组的总负载不超过SDN控制器的最大容量。
2022-11-23 cs.NI
Security Evaluation in Software-Defined Networks
本文提出一个SDN安全评估框架，通过实验识别威胁与漏洞、计算风险并给出缓解措施，帮助管理员保障网络安全。
2024-08-21 cs.CR cs.NI
SDNsec: Forwarding Accountability for the SDN Data Plane
SDN承诺使网络更加灵活，可编程，更易于管理。然而，当今SDN固有的安全问题对所承诺的好处构成了威胁。首先，网络运营商缺乏工具来主动确保策略将被遵循或被动地检查网络的行为。第二，在数据平面上的状态更新的分布式性质导致在重新配置期间不一致的网络行为。第三，大的流空间使得数据平面容易受到状态耗尽攻击。本文介绍了SDNsec，一个SDN安全扩展，为SDN数据平面提供转发责任。转发规则编码在数据包中，确保在重新配置期间网络行为的一致性，并限制由于查表而导致的状态耗尽攻击。对称密钥加密用于保护转发规则的完整性，并在每台交换机上强制执行这些规则。补充路径验证机制允许控制器反应性地检查分组所采用的实际路径。此外，我们提出了安全的链路故障恢复和组播/广播转发机制。
2016-05-15 cs.NI
SDN-Based Intrusion Detection System for Early Detection and Mitigation of DDoS Attacks
本文讨论了物联网（IoT）新兴范式中网络设备引入的相关网络安全漏洞，以及减轻某些类型的分布式拒绝服务（DDoS）攻击的负面影响的迫切需要，这些攻击试图探索这些安全漏洞。本文设计并实现了一个软件定义的入侵检测系统（IDS），它能够在攻击源处对攻击进行主动防御，保证网络基础设施的正常运行。我们的建议包括一个IDS，它可以自动检测几种DDoS攻击，然后当检测到攻击时，它会通知软件定义网络（SDN）控制器。当前提案还将一些方便的流量转发决策从SDN控制器下载到网络设备。评估结果表明，我们的建议及时检测基于DDoS的几种类型的网络攻击，减轻其对网络性能的负面影响，并确保正常流量的正确数据传输。我们的工作揭示了在网络基础设施的抽象视图上的编程相关性，以及时检测僵尸网络利用，从源头上减轻恶意流量，并保护良性流量。
2021-04-15 cs.CR cs.NI
Blockchain-Powered Software Defined Network-Enabled Networking Infrastructure for Cloud Management
云架构由于其高度的可用性、可扩展性和战略价值，已成为大数据分析等不同应用的有价值的解决方案。然而，在云安全等领域，管理云架构仍然存在挑战。在本文中，我们利用软件定义网络（SDN）和区块链技术从网络的角度来保护云管理平台。我们开发了一个基于区块链的SDN网络基础设施，其中定义了基于区块链的安全和自治管理层与多控制器SDN网络层之间的集成，以增强控制和管理消息的完整性。此外，我们提出的网络基础设施还支持自主带宽配置，以提高云架构的可用性。在模拟部分，我们通过考虑不同的场景来评估我们提出的基于区块链的SDN网络基础设施的性能。
2019-09-04 cs.CR cs.NI
SDN-Blockchain Based Security Routing for UAV Communication via Reinforcement Learning
The Key Laboratory of Dynamic Cognitive System of Electromagnetic Spectrum Space, Ministry of Industry and Information Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；School of Electronics and Information Engineering, Beihang University（北京航空航天大学）；The State Key Laboratory of CNS/ATM（民航数据通信关键实验室）；School of Information and Control Engineering, China University of Mining and Technology（中国矿业大学）
本文提出了一种结合SDN和区块链的强化学习方法，用于无人机通信中的安全路由，通过束搜索和近端策略优化算法提升路由效率和安全性。
2026-01-19 cs.NI
IS2N: Intent-Driven Security Software-Defined Network with Blockchain
本文提出IS2N，一种融合区块链与意图驱动机制的四层安全软件定义网络架构，通过区块链中间层实现设备注册和OpenFlow消息的安全存储与自动化安全管理，仿真表明其比传统策略更灵活且对SDN影响最小。
2023-08-09 cs.NI
Outsmarting Network Security with SDN Teleportation
软件定义网络被认为是一种有前途的新范式，能够实现更可靠和形式上可验证的通信网络。然而，本文表明，控制平面与数据平面的分离，这是软件定义网络（SDN）的核心，引入了一个新的漏洞，我们称之为\emph{teleportation}。攻击者（例如，数据平面中的恶意交换机或连接到网络的主机）可以使用远程传送来经由控制平面发送信息并绕过数据平面中的关键网络功能（例如，防火墙），并违反安全策略以及逻辑甚至物理隔离。本文从理论上描述了隐形传态攻击的设计空间，并识别了四种不同的隐形传态技术。我们演示并讨论了如何利用这些技术进行不同的攻击（例如，以高速率泄漏机密数据），并开始讨论可能的对策。总的来说，考虑到今天更多基于意图的网络的趋势，我们相信我们的发现是相关的，超出了本文中考虑的用例。
2018-03-05 cs.NI
B-DAC: A Decentralized Access Control Framework on Northbound Interface for Securing SDN Using Blockchain
软件定义网络（Software-Defined Network，SDN）是一个新兴的网络架构术语，它通过将每个网络单元中的控制平面和数据平面解耦，具有编排的突出特点。尽管它带来了一些好处，但SDN容易受到各种攻击。利用SDN控制器组件中的单点故障，黑客可以关闭所有网络操作。更具体地说，恶意OpenFlow应用程序可以访问SDN控制器以执行有害操作，而不受任何限制，因为北向缺乏作为标准的访问控制机制。整个网络的敏感信息，如网络拓扑、流量信息、统计信息等都可能被收集和泄露。更糟糕的是，整个网络可能被受损的控制器接管。因此，为SDN的北向网络建立一个接入控制方案是至关重要的。此外，它还必须在应用程序和控制器之间的数据交换过程中保护数据的完整性和可用性。为了解决这些限制，我们引入了B-DAC，这是一个基于区块链的框架，用于北向接口的分散身份验证和细粒度访问控制，以帮助管理员管理和保护关键资源。通过严格的策略执行，B-DAC可以对每个请求执行分散的访问控制，以保持网络应用程序处于监控之下，从而防止特权过大的活动或安全策略冲突。为了证明我们的方法的可行性，我们还实现了这个框架的原型，通过典型的用例来评估安全影响，有效性和性能。
2021-11-01 cs.CR cs.NI
A Survey on SDN \& SDCN Traffic Measurement: Existing Approaches and Research Challenge
软件定义网络（Software Defined Network，SDN）是下一代网络，其通过利用OpenFlow协议作为数据平面和控制平面之间的通信链路，将控制平面与转发设备的数据平面分离。然而，在SDN上的操作中可能存在一些安全问题，攻击者可以控制SDN控制平面。因此，流量测量是保护SDN免受高安全性威胁的基本技术，例如DDoS，重量级攻击者，超级传播者以及实时视频呼叫，QoS控制，高带宽要求，资源管理也是SDN/软件定义蜂窝网络（SDCN）中不可避免的。在这种情况下，我们调查SDN流量测量解决方案，以评估这些解决方案如何构建安全，高效和强大的SDN/SDCN架构。在本文中，各种类型的SDN流量测量解决方案已根据网络应用行为进行了分类。此外，我们还发现了与SDN/SDCN流量测量相关的挑战和未来的研究范围，这将指导我们为未来可扩展、异构、分层和广泛部署的SDN/SDCN设计和开发更先进的流量测量解决方案。更详细地，我们列出了各种实用的机器学习（ML）方法来分析我们如何才能提高流量测量性能。我们的结论是，在SDN流量测量解决方案中使用ML将有利于以互补的方式获得安全的SDN/SDCN网络。
2022-06-28 cs.NI
Programmable In-Network Security for Context-aware BYOD Policies
自带设备（BYOD）已成为企业网的新常态，但BYOD安全性仍然是首要问题。基于动态运行时上下文来实施访问控制的上下文感知安全性具有很大的前景。最近的工作已经开发了SDN解决方案，以收集设备上下文，用于中央控制器中的网络范围的访问控制。然而，中央控制器构成了可能成为攻击目标的瓶颈，并且在远程软件处处理上下文变化具有低敏捷性。我们提出了一个新的范例，可编程的网络安全（POISE），这是由可编程开关的出现。Poise的核心是一个新颖的开关原语，它可以被编程为支持硬件中的各种上下文感知策略。Poise的用户指定简洁的策略，Poise将它们编译成P4中安全原语的不同实例。与集中式SDN防御相比，Poise对控制平面饱和攻击具有弹性，并显着提高了防御灵活性。
2019-08-04 cs.CR cs.NI
Field-based Security Testing of SDN configuration Updates
本文针对卫星通信领域SDN配置更新中的安全验证难题，提出基于现场的安全测试方法FISTS，通过更新前后探测网络并结合无监督机器学习优先检查可疑节点，在真实与模拟数据中表现出高精确率、召回率及良好可扩展性。
2024-11-13 cs.NI cs.SE
sOFTDP: Secure and Efficient Topology Discovery Protocol for SDN
拓扑发现是软件定义网络（SDN）控制器的关键任务之一。当前的SDN控制器使用OpenFlow发现协议（OFDP）作为用于发现底层网络拓扑的事实协议。在以前的工作中，我们已经显示了OFDP的功能，性能和安全限制。本文介绍并详细介绍了一种名为安全高效的OpenFlow发现协议sOTDP的新型协议。sOFTDP对OpenFlow交换机设计的改动最小，消除了拓扑发现过程中的主要漏洞，并提高了性能。我们已经实现了sOFTDP作为一个拓扑发现模块在泛光灯进行评估。结果表明，我们的实现比OFDP和以前的安全解决方案更安全。此外，sOFTDP减少了几个数量级的拓扑发现时间相比，原来的OFDP和现有的OFDP的改进。
2017-05-15 cs.NI
SOM-based DDoS Defense Mechanism using SDN for the Internet of Things
为有效应对物联网安全威胁，提出了一种基于软件定义网络（SDN）的SOM DDoS防御机制。该机制的主要思想是部署一个基于SDN的网关来保护物联网中的设备服务。网关提供了基于SOM神经网络的DDoS防御机制。通过基于SOM的DDoS防御机制，网关可以有效识别物联网中的恶意感知设备，并在检测到恶意设备后自动拦截，从而有效增强系统在遭受DDoS攻击时的安全性和鲁棒性。为了验证该机制的可行性和有效性，我们利用POX控制器和Mininet仿真器实现了一个实验系统，并进一步用Python实现了上述安全执行机制。最后的实验结果表明，该机制在不同的测试场景下都是有效的。
2020-03-18 cs.NE cs.NI
Fingerprinting Software-defined Networks
软件定义网络（SDN）通过集中控制平面并将其与数据平面分离来简化网络管理。然而，SDN中平面的分离在SDN网络中引入了新的漏洞，因为在每个平面处处理分组的差异允许对手对网络的分组转发逻辑进行指纹识别。在本文中，我们研究了指纹的交换机交互的远程对手，其目的是获取知识的具体流程规则，安装在交换机的可行性。这些知识使对手能够更好地理解网络的数据包转发逻辑，并使网络面临许多威胁。在我们的研究中，我们使用由OpenFlow硬件和软件交换机组成的现实SDN网络收集来自全球各地的主机的测量结果。我们表明，通过利用来自RTT和交换数据包的数据包对分散的信息，对SDN网络的指纹攻击以压倒性的概率成功。我们还表明，这些攻击不仅限于主动攻击者，而且可以由仅监视与SDN网络交换的流量的被动攻击者同样安装。最后，我们讨论了这些攻击对SDN网络安全的影响，并提出和评估了一种有效的对策，以加强SDN网络对指纹识别。我们的研究结果表明，我们的对策在阻止SDN网络上的指纹攻击的有效性。
2015-12-21 cs.CR cs.NI
P4Filter: A two level defensive mechanism against attacks in SDN using P4
网络技术的进步导致了以数据平面可编程性为基础的控制网络的新范例。该设施具有许多优点，例如数据包处理的灵活性和更好的网络管理，从而提高网络的安全性。然而，目前的文献缺乏关于认证和防止未经授权的访问的网络安全解决方案。在这项工作中，我们的目标是避免攻击的两级防御机制（P4Filter）。第一层是动态防火墙逻辑，它阻止来自未授权源的数据包。第二层是基于动态端口敲门的认证机制。这两个安全级别在基于P4的交换机的虚拟环境中进行了测试。从未知主机到达交换机的数据包被发送到控制器。控制器维护一个ACL，它使用该ACL为两个级别分配规则以允许或丢弃数据包。对于端口敲门，为每个新主机生成新的随机序列。防火墙只能使用分配给它们的正确序列进行连接。进行的测试表明，由于两个安全级别，这种方法的性能优于以前基于P4的防火墙方法。此外，它通过阻止对网络的未经授权的访问，成功地减轻了特定的安全攻击。
2022-06-06 cs.NI
Sdn Intrusion Detection Using Machine Learning Method
North South University（北南大学）
本研究提出基于梯度提升的GBDT-IDS模型，在UNSW-NB 15基准上实现99.87%准确率，有效提升SDN入侵检测性能。
2024-11-08 cs.CR cs.LG cs.NI
Securing Edge Networks with Securebox
连接到家庭和企业网的移动和物联网设备数量正在快速增长。这些设备为用户提供了新的服务和体验;然而，它们也带来了与数据和设备安全以及用户隐私有关的新的安全威胁。在本文中，我们首先分析了连接到边缘网络的这些设备所带来的潜在威胁。我们建议使用SecureBox：一种新的云驱动、低成本的安全即服务解决方案，应用软件定义网络（SDN）来改善网络监控、安全和管理。Securebox通过云安全服务（CSS）实现网络的远程管理，只需最少的用户干预。为了降低成本和提高可扩展性，Securebox基于CSS提供的虚拟化中间盒。我们的提案与现有解决方案不同，将SDN和云集成到统一的边缘安全解决方案中，并提供协作保护机制，使安全策略能够在所有连接的网络中快速传播，以减轻系统检测到的新威胁或攻击。我们已经实现了两个Securebox原型，使用低成本Raspberry-PI和现成的无风扇PC。我们的系统评估表明，Securebox可以实现自动网络安全，并以较低的管理开销增量部署到基础设施。
2017-12-20 cs.CR cs.NI
Software defined networking flow admission and routing under minimal security constraints
本研究针对SDN场景提出最小安全约束下的流准入与路由方法FARSec，证明其可多项式复杂度求解满足流安全等级要求的路径，通过实验和OpenFlow/ONOS实现验证了有效性与正确性。
2023-07-21 cs.CR cs.NI
Scalable Routing in SDN-enabled Networks with Consolidated Middleboxes
中间盒是特殊的网络设备，可以执行各种功能，例如实现安全性和效率。在具有中间盒的网络中基于SDN的路由方法需要解决资源约束，诸如交换机中的存储器和中间盒的处理能力，以及其中流必须以特定顺序访问所需中间盒的遍历约束。在这项工作中，我们提出了一个解决方案的基础上多点到点树（MPTPT）的SDN启用网络中的路由流量与合并的中间盒。我们通过理论和模拟表明，我们的解决方案显着减少了交换机中的路由规则的数量，同时保证最佳的吞吐量和满足处理要求。此外，底层算法具有较低的复杂度，使其适用于动态网络环境。
2015-04-07 cs.NI
MLDAS: Machine Learning Dynamic Algorithm Selection for Software-Defined Networking Security
Departamento de Comunicaciones, Universitat Politecnica de Valencia（通讯部门，瓦伦西亚理工大学）
本文提出基于网络流量特征动态选择最适配机器学习算法的框架，以提升SDN环境下的网络安全检测性能，同时解决过拟合和欠拟合问题。
2026-04-16 cs.CR cs.LG cs.NI
SDN-Driven Innovations in MANETs and IoT: A Path to Smarter Networks
Department of Engineering and Computer Science, Faculty of Engineering, University of Bologna（博洛尼亚大学工程学院工程与计算机科学系）
本文提出利用SDN提升MANETs和IoT网络的路由效率、资源管理和安全性，通过数学模型评估其对CAPEX、OPEX和性能指标的影响，展示SDN在动态大规模环境中的优势。
2026-01-15 cs.ET cs.NI
CHAOS: an SDN-based Moving Target Defense System
当前网络系统的静态性质使其很容易受到攻击和破坏。通过不断地改变系统，移动目标防御（MTD）提供了一种有前途的方法来减少或移动可供对手利用的攻击面。然而，当前基于网络的MTD不加区别地混淆网络，使得一些网络关键服务（诸如web和DNS服务）不可用，因为这些服务的许多信息必须向外部开放并且保持真实而不损害它们的可用性。此外，不分青红皂白的混淆也严重降低了网络的性能。在本文中，我们提出了混沌，SDN（软件定义网络）为基础的MTD系统，有区别地混淆网络中不同的安全级别的主机。在CHAOS中，我们引入了一种混沌塔混淆（Chaos Tower Obfuscation，CTO）方法，它使用一个混沌塔结构（Chaos Tower Structure，CTS）来描述内部网中所有主机的层次结构，提供了一种更加不可预测和灵活的混淆方法。我们还介绍了混沌的设计，它利用SDN功能来混淆攻击表面，包括IP混淆，端口混淆和指纹混淆，从而提高网络环境的不可预测性。我们开发了快速CTO算法，以实现不同程度的混淆在每一层的主机。实验结果表明，混沌保护的网络能够有效地降低信息泄露的比例，保证网络流量的正常流动。
2017-04-05 cs.CR cs.NI
Will SDN be part of 5G?
对于许多人来说，这不再是一个有效的问题，SDN/NFV（软件定义网络/网络功能虚拟化）提供了解决5G许多突出管理问题的不可避免的创新推动因素。然而，考虑到无线接入网络（RAN）软件化的艰巨任务，而5G即将到来，一些公司已经开始推出他们的5G设备，我们可能只看到一些涉及SDN技术的点解决方案，而不是完全支持SDN的RAN。这份调查文件确定了所有重要的障碍，并探讨了相关解决方案的最新发展水平。该调查与之前基于SDN的RAN的调查不同，因为它侧重于突出的问题，并讨论了SDN文献内外提出的解决方案。我们的主要重点是前传、向后兼容性、SDN部署的破坏性、SDN相关升级的业务案例和货币化、通用处理器（GPP）的延迟以及软件化给RAN带来的额外安全漏洞。我们还提供了基于SDN的RAN环境中的架构开发的摘要，因为并非所有工作都可以在重点问题下涵盖。本文对基于SDN的RAN的最新技术水平进行了全面的调查，并明确指出了该技术的差距。
2018-02-07 cs.NI
Moving Target Defense in SDN-enabled EV Charging Network
Linköping University（林雪平大学）
针对启用SDN的电动汽车充电网络的低速率DoS攻击，提出CS-SHIELD移动目标防御机制，通过跨层身份验证检测恶意流表并重新分配虚拟IP，保障站点可用性且延迟可忽略。
2026-10-09 cs.CR cs.GT cs.NI
Enhancing Mobile Ad Hoc Networks (MANETs) with Software-Defined Networking (SDN): A Balanced Approach
Department of Engineering and Computer Science, Faculty of Engineering, University of Bologna（博洛尼亚大学工程学院工程与计算机科学系）
本文通过结合SDN技术优化MANETs的可扩展性、成本效益和安全性，提出了一种平衡的解决方案。
2026-01-15 cs.ET cs.NI
A Novel Approach To Network Intrusion Detection System Using Deep Learning For Sdn: Futuristic Approach
Karabük University（卡拉比克大学）
软件定义网络（SDN）是改变传统网络架构的下一代网络。SDN是改变互联网网络架构的有前途的解决方案之一。由于SDN架构的集中化性质，攻击变得更加常见。为SDN提供安全性至关重要。在这项研究中，我们提出了一个网络入侵检测系统-深度学习模块（NIDS-DL）的方法在SDN的上下文中。我们建议的方法结合了网络入侵检测系统（NIDS）与许多类型的深度学习算法。我们的方法采用了12个特征提取的41个特征在NSL-KDD数据集使用特征选择方法。我们使用了分类器（CNN、DNN、RNN、LSTM和GRU）。当我们比较分类器得分时，我们的技术分别产生了（98.63%，98.53%，98.13%，98.04%和97.78%）的准确率结果。我们的新方法（NIDS-DL）的新颖性使用了5个深度学习分类器，并对数据集进行了预处理，以获得最佳结果。我们提出的方法是成功的二进制分类和检测攻击，这意味着我们的方法（NIDS-DL）可能会在未来使用的效率很高。
2022-08-03 cs.AI cs.CR cs.LG
Securing Synchronous Flooding Communications: An Atomic-SDN Implementation
同步泛洪（SF）协议可以增强物联网（IoT）设备之间的无线连接。然而，现有的SF解决方案由于严格的时间同步要求而未能引入足够的安全措施，使得它们容易受到恶意行为的攻击。我们的论文提出了加密SF通信的设计范式。我们描述了一种机制，用于在网络范围内同步加密参数。我们的解决方案以最小的开销运行，而不会影响通信可靠性。在现实世界的大规模物联网测试平台上评估我们的范例，我们已经证明，在不牺牲网络性能的情况下，建立了一个不受一系列攻击影响的通信层。
2022-08-03 cs.NI
Routing Centralization Across Domains via SDN: A Model and Emulation Framework for BGP Evolution
在这项工作中，我们提出了一个激进的，渐进式部署的互联网路由模式，其中多个网络的控制平面是集中的。这遵循软件定义网络（SDN）范例，尽管是在涉及多个自治系统（AS）的域间级别。多域SDN集中化可以通过将路由功能外包给外部承包商来实现，外部承包商通过多AS网络控制器提供域间路由服务。拟议的模型有望成为不断发展的BGP的工具，并使用多个网络的鸟瞰图来受益于域间路由的各个方面，例如收敛属性、策略冲突解决、域间故障排除和协作安全。除了提出的范例，我们引入了一个公开的仿真平台，建立在Mininet和Quagga路由软件之上，用于在混合BGP-SDN AS级网络中进行实验。作为概念验证，我们特别关注利用多域集中化来改善BGP的缓慢收敛。我们构建并公开了针对此用例定制的第一个多AS控制器，并通过实验证明SDN集中化有助于线性减少BGP收敛时间和随着SDN部署扩展的流失率。
2016-11-08 cs.NI
An Inference Attack Model for Flow Table Capacity and Usage: Exploiting the Vulnerability of Flow Table Overflow in Software-Defined Network
作为下一代网络最具竞争力的解决方案，软件定义网络（SDN）及其主流实现OpenFlow正受到越来越多的关注。但是除了方便和灵活性之外，SDN/OpenFlow也引入了新的限制和安全问题。在这些限制中，最明显的，也可能是最容易被忽视的一个，是SDN/OpenFlow交换机的流表容量。针对SDN/OpenFlow交换机有限的流表容量，以及当流表满时数据平面和控制平面之间频繁交互导致的可测量网络性能下降，提出了一种新的针对SDN/OpenFlow网络的推理攻击。据我们所知，这是第一个针对SDN/OpenFlow提出的这种推理攻击模型。我们还实现了一个推理攻击框架，根据我们的模型，并检查其效率和准确性。仿真结果表明，我们的框架可以推断网络参数（流表容量和流表使用率）的准确率为80%或更高。这些发现使我们更深入地了解SDN/OpenFlow的局限性，并为SDN/OpenFlow的未来改进提供指导。
2015-04-13 cs.NI
SIP Server Load Balancing Based on SDN
会话初始化协议（SIP）是为VoIP应用而发展起来的，面临着安全性和过载等挑战.另一方面，软件定义网络（SDN）的新概念使网络世界发生了巨大变化。SDN是将控制平面与网络基础设施分离的想法，可以带来几个好处。我们利用这个想法为SIP网络提供了一个新的体系结构。此外，针对这些网络中的负载分配问题，提出了一种基于SDN的网络管理框架，通过一个中央控制器，结合网络状态，实现负载均衡和网络管理。与传统方法不同，在该框架中，不需要改变SIP服务器或SIP负载均衡器等基础设施来实现分布式方法。此外，几种类型的负载分配算法可以作为控制器中的软件来执行。我们能够达到预期的结果，通过模拟的三种方法的基础上提出的框架Mininet。
2019-08-12 cs.MM cs.NI
Network-Controlled Physical-Layer Security: Enhancing Secrecy Through Friendly Jamming
无线媒体的广播性质使得暴露给窃听者成为潜在的威胁。物理层安全（PLS）已被广泛认为是一个有前途的安全措施的补充加密。最近已经证明，可以通过频谱编程增强型软件定义网络（SDN）使用现成设备来实现PLS，其中网络控制器能够执行智能接入点（AP）选择算法，使得可以实现PLS并优化保密容量。在本文中，我们提供了一个基本的系统模型，这样的实现。我们还介绍了一种新的保密容量优化算法，在该算法中，我们结合了智能AP的选择与友好干扰（FJ）的未选择的AP。
2022-06-14 cs.CR cs.NI
XAI-SDN: An Explainable Entropy-Guided Machine Learning Framework for Real-Time DDoS Detection in Software Defined Networks
Islamic University of Madinah（麦地那伊斯兰大学）；King Fahd University of Petroleum and Minerals（法赫德国王石油与矿业大学）；Islamia University of Bahawalpur（巴哈瓦尔布尔伊斯兰大学）
提出XAI-SDN框架，利用熵引导和随机森林结合SHAP实现SDN中实时可解释DDoS检测，在CIC-DDoS2019上达到99.9987%准确率，兼顾性能与透明度。
2026-09-09 cs.AI cs.CR cs.NI
Dynamic Service-Orientation for Software-Defined In-Vehicle Networks
现代车载网络（IVN）由大量设备和服务组成，这些设备和服务通过基于以太网的时间敏感网络连接在一起。未来IVN中的通信将变得更加动态，因为可以在运行时更新、添加或删除服务。这就需要一个灵活的、适应性强的IVN，而软件定义网络（SDN）是一个很有前途的候选者。在本文中，我们将展示SDN如何用于支持动态的、面向服务的网络架构。我们证明了我们的概念，使用的一些/IP协议，这是最广泛部署的实现汽车面向服务的架构。在模拟研究中，我们评估了SOME/IP自适应SDN控制与标准以太网交换和非优化SDN相比的性能。我们的研究结果表明，中央SDN控制器引入的预期开销，然而，这是减少了高达50%相比，一些/IP未知的SDN。对于大量的服务，设置时间是在毫秒级，这匹配标准的以太网交换。SOME/IP感知SDN控制器可以优化服务发现，以提高IVN的适应性、鲁棒性、安全性和服务质量，同时对现有SOME/IP实现保持透明。
2023-03-24 cs.NI
SDN Controllers: Benchmarking & Performance Evaluation
软件定义网络通过将传统网络分为集中式控制平面和可编程数据平面，提供灵活和智能的网络操作。智能控制平面负责为交换机提供流路径并优化网络性能。控制平面中的控制器是用于数据平面管理的所有操作的基本元件。因此，控制器本身的性能和能力非常重要。此外，用来衡量其业绩的工具必须准确有效地衡量不同的评价参数。在现有文献中有几十种控制器建议。然而，没有对它们进行定量的比较分析。在本文中，我们对不同的SDN控制器进行了全面的定性比较，并对其在不同网络场景中的性能进行了定量分析。更具体地说，我们分类和分类34控制器的基础上，他们的能力，并提出了一个定性的比较，他们的属性。我们还讨论了用于SDN控制器的基准测试工具的深入功能，以及定量控制器评估的最佳实践。这项工作使用三个基准测试工具，比较九个控制器对多个标准。最后，我们讨论了详细的研究结果的性能，基准测试标准和评估测试平台的SDN控制器。
2019-02-12 cs.DC cs.NI
Automatic Intent-Based Secure Service Creation Through a Multilayer SDN Network Orchestration
不断增长的流量需求和日益增强的安全意识正在推动对安全服务的需求。当前的解决方案需要根据客户的需求进行手动配置和部署。在这项工作中，我们提出了一个架构的安全服务的自动意图为基础的供应在一个多层- IP，以太网和光网络，同时选择适当的加密层使用开源软件定义网络（SDN）的编排。该方法是在一个实验台与商业设备进行实验评估。结果表明，安全信道创建对控制器的处理影响可以忽略不计。由于建立WDM服务的时间因技术而异，因此在决策过程中需要考虑到这一点。
2018-03-08 cs.NI
GNN-enhanced Traffic Anomaly Detection for Next-Generation SDN-Enabled Consumer Electronics
National Taiwan University（国立台湾科技大学）；National Yang Ming Chiao Tung University（阳明交通大学）；National Dong Hwa University（东华大学）
本文提出基于GNN的网络异常检测框架GNN-NAD，结合SDN和CFN技术，提升下一代消费电子产品网络的安全性和效率。
2025-10-08 cs.CR cs.LG cs.NI
A Survey on Software-Defined VANETs: Benefits, Challenges, and Future Directions
第五代（5G）网络的发展正越来越容易成为新应用和商业模式增长的主要驱动力。随着下一代智能车载网络和应用的发展，车载自组网（VANG）和软件定义网络（SDN）代表了5G技术的关键推动力。近年来，研究人员专注于SDN和VANET的集成，并研究与架构相关的不同主题，软件定义VANET服务的好处以及适应它们的新功能。然而，完整的体系结构的安全性和健壮性仍然是值得怀疑的，并已在很大程度上被淘汰。此外，部署和集成新的实体和几个架构组件驱动新的安全威胁和漏洞。在本文中，首先，我们调查了最先进的SDN为基础的车载ad-hoc网络（SDVN）架构的网络基础设施的设计，功能，优点和挑战。最后，我们讨论了SDVN体系结构对主要安全威胁的应对措施，这些安全威胁违反了关键的安全服务，如可用性、机密性、身份验证和数据完整性，我们还提出了不同的对策，最后，我们讨论了经验教训和未来的研究工作方向，为未来的SDVN体系结构提供严格的安全和隐私解决方案。据我们所知，这是第一个全面的工作，提出了这样的调查和分析SDVN在未来一代网络（例如，5G和以信息为中心的网络）和应用（例如，智能交通系统，以及温哥华的物联网广告）。
2019-05-21 cs.NI
OVS Meets PQ-TLS: Exploring Post-Quantum TLS for SDN's Southbound API
Ozyegin University（伊兹密尔经济大学）
该研究针对 SDN 南向 API 传统 TLS 依赖 legacy 密码算法的问题，提出 PQ-TLS 应用的概念验证，对比纯/混合 PQ-TLS 与传统 TLS 的延迟、CPU 利用率及不同后量子密码方案性能，为 SDN 南向接口后量子安全提供参考。
2026-08-18 cs.NI
Software Defined Networks based Smart Grid Communication: A Comprehensive Survey
由于用户对电力的需求不断增加、基础设施陈旧和可靠性问题，当前的电网不再是可行的解决方案，因此需要改造为更好的电网，智能电网（SG）。SG区别于传统电网的关键特征是其执行双向通信、需求侧管理和实时的定价的能力。尽管SG将带来所有这些优点，但存在特定于SG通信系统的某些问题。例如，当前SG系统的网络管理是复杂的、耗时的并且是手动完成的。此外，SG通信（SGC）系统建立在不同供应商特定的设备和协议上。因此，当前的SG系统不是协议独立的，从而导致互操作性问题。软件定义网络（SDN）已经被提出来监控和管理全球的通信网络。本文是对基于SDN的SGC的全面调查。在本文中，我们首先讨论了基于SDN的SGC的优点分类，然后讨论了基于SDN的SGC体系结构以及案例研究。我们的文章深入讨论了基于SDN的SGC的路由方案。我们还提供了应用于基于SDN的SGC的安全和隐私方案的详细调查。我们还提出了挑战，开放的问题，以及未来的研究方向，基于SDN的SGC。
2019-03-27 cs.NI
