A Deep Learning Based DDoS Detection System in Software-Defined Networking (SDN)
分布式拒绝服务（DDoS）是当今组织网络基础设施遇到的最普遍的攻击之一。提出了一种基于深度学习的软件定义网络（SDN）环境下的多向量DDoS检测系统。SDN提供了针对不同目标对网络设备进行编程的灵活性，并消除了对第三方供应商特定硬件的需求。我们将我们的系统实现为SDN控制器上的网络应用程序。我们使用深度学习对来自网络流量头部的大量特征进行特征约简。我们评估我们的系统基于不同的性能指标，通过将其应用于从不同的场景收集的流量跟踪。在我们提出的系统中，我们观察到攻击检测的高准确性和低误报率。
2016-11-22 cs.NI
Software Defined Networking Supported by IEEE 802.1Q
本文概述了如何将软件定义网络（SDN）原则应用于现有的以太网商用芯片，同时考虑到现代网络面临的需求。我们表明，现有的第2层IEEE 802.1Q规定的功能支持SDN。网桥架构支持通过设计分离的控制平面/数据平面，并且还允许例如通过SDN控制器进行外部控制。现有芯片提供的数据平面具有丰富的网络虚拟化功能，并支持OAM等更多功能。我们概述了SDN的桥接原理，并展示了一些进一步研究和开发的可能性。
2014-05-27 cs.NI
dSDiVN: a distributed Software-Defined Networking architecture for Infrastructure-less Vehicular Networks
在过去的几年中，新兴的软件定义网络（SDN）的网络架构范例已经成为管理诸如车载自组织网络（VAN）的大规模网络的最重要的技术之一。最近，一些作品已经显示出在VANESTO中使用SDN范例的兴趣。SDN为当前的VAN带来了灵活性、可扩展性和管理设施。然而，几乎所有提出的软件定义VANET（SDVN）架构都是基于基础设施的。本文将重点讨论如何在无基础设施的车辆环境中实现SDN。为此，我们提出了一种新的分布式基于SDN的架构，用于无基础设施的车辆场景。它是一种可扩展的基于集群的体系结构，具有分布式移动控制器和基于自组织集群和故障预测的可靠回退恢复机制。
2017-06-17 cs.NI
SDN4CoRE: A Simulation Model for Software-Defined Networking for Communication over Real-Time Ethernet
以太网已成为汽车和工业自动化网络的下一个标准。IEEE 802.1Q时间敏感网络（TSN）等标准扩展已被证明能够满足这些环境的实时的【形】形和鲁棒性要求。通过软件定义网络功能增强TSN交换可带来额外的好处：TSN设备的编程选项可为环境的弹性、安全性和自适应性增加很大的价值。网络仿真允许在组装之前对高度复杂的网络进行建模，是设计和验证未来网络的重要过程。尽管如此，仍然缺少支持可编程实时的【形】网络的仿真环境。本文通过分享我们的软件定义网络在实时的【形】以太网（SDN4Core）上通信的仿真模型填补了这一空白，并提出了可编程实时的【形】网络建模的初步结果。在一个案例研究中，我们证明了SDN4CoRE可以模拟复杂的可编程实时的【形】网络，并允许测试和验证实时的【形】设备的编程。
2019-08-26 cs.NI
A Survey on Software Defined Networking: Architecture for Next Generation Network
软件定义网络（SDN）的演进在下一代网络（NGN）的发展中发挥了重要作用。SDN作为一种可编程的网络，具有动态的服务提供，引起了学术界和工业界的浓厚兴趣。在这篇文章中，一个全面的调查提出了SDN的进步，在传统的网络。本文涵盖了SDN的历史演变，SDN的功能架构及其相关技术，OpenFlow标准/协议，包括OpenFlow与光交换机等网络元件（NE）接口的基本概念。此外，还进行了有选择的建筑调查。我们提出的软件定义异构网络的体系结构，指向新技术，使新的前景在网络技术领域的开放，这将有助于在处理巨大的互联网流量，并帮助基础设施和服务提供商动态定制他们的资源。此外，目前的研究项目和各种活动正在进行的标准化SDN作为NGN由不同的标准开发组织（SODs）已适当阐述，以判断该技术如何走向标准化。
2020-01-28 cs.NI
Hybrid IP/SDN networking: open implementation and experiment management tools
在大规模IP提供商网络中引入SDN仍然是一个悬而未决的问题，到目前为止已经提出了不同的解决方案。在本文中，我们提出了一种混合的方法，允许共存的传统IP路由与SDN为基础的转发在同一个提供商域。该解决方案被称为OSHI -开源混合IP/SDN网络，因为我们已经完全实现了它，结合并扩展了开源软件。我们讨论了OSHI系统的体系结构和先进的服务，如伪线和虚拟交换机的设计和实现。此外，我们描述了一组开源管理工具，用于使用Mininet仿真器或分布式物理测试平台对所提出的解决方案进行仿真。我们将这套工具称为Mantoo（管理工具）。Mantoo包括一个可扩展的基于Web的图形拓扑设计器，它提供不同层次的网络“视图”（例如，从物理链接到节点之间的服务关系）。该套件可以验证输入拓扑，自动将其部署在Mininet仿真器或分布式SDN测试平台上，并允许通过在Web GUI中打开控制台来访问仿真节点。Mantoo还提供了评估部署节点性能的工具。
2016-01-06 cs.NI
Software-Defined Networking: A Comprehensive Survey
软件定义网络（SDN）是一种新兴的范例，它有望通过打破垂直整合、将网络的控制逻辑与底层路由器和交换机分离、促进网络控制的（逻辑）集中化以及引入对网络进行编程的能力来改变这种状况。在网络策略的定义、在交换硬件中的实现以及流量的转发之间引入的关注点的分离是所需灵活性的关键：通过将网络控制问题分解为易于处理的部分，SDN使得在网络中创建和引入新的抽象变得更容易，简化了网络管理并促进了网络演进。在本文中，我们提出了一个全面的调查SDN。我们首先介绍SDN的动机，解释其主要概念以及它与传统网络的区别，它的根源以及关于这种新范式的标准化活动。接下来，我们使用自下而上的分层方法来展示SDN基础设施的关键构建块。我们对硬件基础设施、南向和北向API、网络虚拟化层、网络操作系统（SDN控制器）、网络程序设计语言和网络应用程序进行了深入分析。我们还将研究跨层问题，如调试和故障排除。为了预测这种新模式的未来发展，我们讨论了SDN正在进行的主要研究工作和挑战。特别是，我们解决了交换机和控制平台的设计-重点关注弹性，可扩展性，性能，安全性和可靠性等方面-以及运营商传输网络和云提供商的新机会。最后但并非最不重要的是，我们分析了SDN作为软件定义环境的关键推动者的地位。
2014-10-08 cs.NI
A Brief Overview of Software-Defined Networking
互联网是新的数字世界的驱动力，它创造了一场革命。随着物联网（IoT）的概念，几乎所有东西都连接到互联网。然而，对于传统的IP网络系统，管理和配置网络在计算上非常复杂和昂贵，其中数据平面和控制平面紧密耦合。为了简化网络管理任务，已经提出了软件定义网络（SDN）作为向外部化和逻辑集中式网络控制平面的有前景的范例转变。SDN将控制平面和数据平面相结合，并提供可编程性来配置网络。为了应对这一新技术的压倒性进步，本文通过描述SDN中的不同层及其功能，提供了SDN的整体概述。本文对SDN进行了简单而有效的概述，这将为读者了解这一新技术并为这一领域做出贡献铺平道路。
2023-02-01 cs.NI
Identifying Operational Data-paths in Software Defined Networking Driven Data-planes
在本文中，我们提出了一种方法，依赖于分布式流量生成和监控，以确定在一个给定的软件定义网络（SDN）驱动的数据平面的操作数据路径。我们表明，在一定的假设下，存在必要和充分的条件，正式保证使用我们的方法发现所有的操作数据路径。为了在SDN驱动的数据平面内提供可靠的通信，确保所实现的数据路径是所请求的（和期望的）数据路径是必要的。这需要发现数据平面中的实际操作（运行）数据路径。在SDN中，不同的应用可以配置不同的共存数据路径，特定网络流经过的结果数据路径可能不是预期的数据路径。此外，SDN组件可能有缺陷或受损。我们专注于发现SDN驱动的数据平面上的操作数据路径。然而，所提出的方法适用于其中操作数据路径必须被验证和/或认证的任何数据平面。数据路径发现工具包已经实施。我们描述了相应的一组工具，并展示了获得的实验结果，这些结果揭示了知名SDN应用中的不一致性。
2019-06-07 cs.NI
SDN enabled Information Centric Networking (ICN) as a Service prefetching mechanism for HyperText Transfer Protocol (HTTP) based services. The scalable video streaming case
HTTP在当今网络中的重要性是毋庸置疑的。作为一种增强QoS和增强可扩展性的解决方案，CDN网络已经被设计和部署。最近，已经设想了称为ICN的新范例，其将网络路由集中在内容本身而不是地址的地理附件上。软件定义网络（SDN）作为未来互联网（FI）架构的推动者，特别是ICN的推动者，已经研究了10年。我们已经提出了以信息为中心的网络即服务（ICNaaS）体系结构，以提供端到端的HTTP ICN类似的传输与HTTP网络内缓存已在本文中进行了彻底的评估。本文还提出了一种新的机制，我们命名为预取机制，以提高数据传输速率的第一个请求者，通常不能受益于以前访问相同的内容。为了评估和展示提议H.264/SVC视频流与DASH提供的可能性已经采用。
2020-05-15 cs.NI
Content-Centric and Software-Defined Networking with Big Data
许多团体已经研究了诸如内容中心网络（CCN）和软件定义网络（SDN）的新型网络架构的应用以构建未来的互联网。另一项新兴技术大数据分析也赢得了学术界和工业界的广泛关注。关于云计算网络、SDN和大数据已经有了很多精彩的研究，但在传统文献中都是单独讨论的。在本文中，我们提出了一种新的网络范式，以联合考虑CCN，SDN和大数据，并提供了架构内部数据流，大数据处理和用例，表明其优点和适用性。仿真结果显示，所提出的网络范例的潜在好处。我们将这种新的范例称为数据驱动网络（DDN）。
2016-11-19 cs.NI
Software-Defined Networking: State of the Art and Research Challenges
近年来，即插即用的信息技术（IT）基础设施迅速扩展。随着云计算的出现，许多生态系统和业务模式都遇到了潜在的变化，并可能能够消除其IT基础设施维护过程。实时性能和高可用性要求促使电信网络采用云模型的新概念：软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）。NFV在开放和标准化的IT环境中引入和部署新的网络功能，而SDN旨在改变网络功能的方式。SDN和NFV是互补的技术，它们并不相互依赖。然而，这两个概念可以合并，并有可能减轻传统网络的挑战。在本文中，我们的目标是描述在数据中心、数据中心网络和网络即服务产品等多种环境中使用SDN的好处。我们还提出了SDN面临的各种挑战，从可扩展性到可靠性和安全性问题，并讨论了这些挑战的现有解决方案。
2014-06-01 cs.NI
Optimized Design of Survivable MPLS over Optical Transport Networks. Optical Switching and Networking
在本文中，我们研究了不同的选择，在光传输网络上的MPLS的生存性实施的网络资源使用和配置成本。我们调查了两种方法的生存性部署：单层和多层的生存性和提出了各种方法的备用容量分配（SCA）重新路由中断的流量。对比分析表明业务粒度对生存性代价的影响：对于接近光信道容量的高带宽LSP，多层生存性优于单层生存性，而对于低带宽LSP，单层生存性更具成本效益。对于多层生存性，我们证明，通过有效地映射到光层的资源的MPLS层的空闲容量，可以实现高达22%的总配置成本和高达37%的光层成本的节省。在波长使用的进一步节省（高达9%），可以获得与网络配置的顺序的集成方法，但是，在优化问题的复杂性的增加。这些结果是基于一个成本模型与实际的技术定价，并获得了针对全国范围内的网络覆盖。
2007-10-21 cs.NI cs.PF
IP Session continuity in heterogeneous mobile networks using Software Defined Networking
智能环境要求在从一个网络移动到另一个网络时保持不间断的连接。这最好在网络级（L3）完成。异构网络的完全互操作性和集成对于通信会话的连续性是必要的。具有虚拟IP地址的软件定义网络（SDN）解决了这个问题。考虑到对现有网络的巨大投资，实施同构SDN是昂贵的。为了解决第二个问题，我们部署了最少的SDN功能集，以提供完整的L3移动性。我们使用一个公共控制器来管理IP地址转换。
2017-11-13 cs.NI
Externalization of Packet Processing in Software Defined Networking
当前的SDN控制器将所有控制平面子系统聚合到单片程序中。遵循聚合方法的控制器定义其自己的编程接口和服务集，使得应用开发依赖于特定的SDN控制器，并限制管理应用在控制器之间的可移植性。我们提出了一种新的架构，可以分解控制器功能并将数据包处理外部化，这是从集中式单片设计迁移到分散式微服务控制平面架构的关键第一步，其中SDN控制器功能被划分为较小的互连集。我们认为，将单片控制器分成更小的部分具有优势。
2019-01-09 cs.NI
Revisiting Open eXchange Points with Software Defined Networking
在GEANT等服务提供商的网络中引入SDN是一项具有挑战性的任务。新一代服务的原型必须表现出“运营商级”的特征，满足GEANT客户的高水平期望和专业需求。在此演示中，我们将展示GEANT开放服务的基于SDN的原型，GEANT客户和经批准的商业合作伙伴将使用该原型使用第2层电路进行互连。目前，这项服务是通过一组利用传统解决方案的开放交换点提供的。基于SDN的原型已经在ONOS之上实现，并利用数据平面的硬件交换机。在GEANT Testbed Service内部运行的演示中，我们展示了运营商如何部署服务和管理基于SDN的基础设施。
2017-06-22 cs.NI
Trend-Based Networking Driven by Big Data Telemetry for SDN and Traditional Networks
组织面临着准确分析网络数据并根据观察到的趋势提供自动化操作的挑战。这种基于趋势的分析有助于最大限度地减少停机时间并提高网络服务的性能，但组织使用不同的网络管理工具来了解和可视化网络流量，动态优化网络的能力有限。本研究的重点是开发一个智能系统，该系统利用网络数据分析平台（PNDA）中的大数据遥测分析，以实现全面的基于趋势的网络决策。结果包括一个图形用户界面（GUI）通过Web应用程序完成的所有子系统的轻松管理，在这项研究中开发的系统和应用程序证明了真正的潜力，可扩展的系统能够有效地基准测试网络设置预期的行为进行比较和趋势分析。此外，这项研究提供了一个概念证明的趋势分析结果是如何在传统网络和软件定义网络（SDN），以实现动态的，自动化的负载均衡。
2019-04-23 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
Actor-Based Model Checking for SDN Networks
软件定义网络（SDN）是在过去十年中变得越来越流行的网络范例。它提供的对网络全局行为的前所未有的控制为形式化方法提供了一系列新的机会，在过去几年中，在SDN和验证之间提供桥梁方面已经出现了许多工作。本文提出了这一研究路线，并提供了SDN和传统工作的形式化方法验证并发和分布式软件-基于演员的建模之间的联系。我们展示了如何使用\emph{actors}对SDN程序进行无缝建模，因此现有的高级模型检验技术可以直接应用于验证SDN网络的一系列属性，包括流表的一致性，违反安全策略和转发循环。我们的SDN网络模型检查器可通过在线Web界面获得，该界面还为许多知名的SDN基准测试提供了SDN参与者模型。
2020-01-27 cs.NI
A Software-Defined Networking approach for congestion control in Opportunistic Networking
机会网络（OppNet）的短期采用取决于改善这种类型网络的当前性能。软件定义网络（SDN）架构被具有高资源需求的互联网应用所使用。SDN技术通过使用控制层以编程方式管理网络配置来提高网络性能。在本文中，我们建议OppNet节点使用控制层来获得整个网络的概述，并使用这些知识来应用策略以获得更好的网络性能。作为我们实验的一个用例，我们专注于改进OppNet中的拥塞控制，其中控制层动态调节转发算法所使用的复制度。我们已经比较了我们的建议与两种不同配置的OppNet的性能，在两个社区的情况下，基于真实的移动轨迹。测试结果证明，我们的类SDN的方法超过其他两种方法的交付率和延迟时间性能。
2020-01-15 cs.NI
Improving SDN Performance Using Network Coding: A Quantitative Analysis
本文通过定量分析研究网络编码对SDN性能的提升作用，探讨控制与转发平面分离架构下的优化方法。
2025-02-02 cs.NI
Rama: Controller Fault Tolerance in Software-Defined Networking Made Practical
在软件定义网络（SDN）中，网络应用使用由控制器提供的逻辑集中式网络视图来远程编排网络交换机。为了避免控制器成为单点故障，采用传统的容错技术来保证可用性，这是生产环境中的基本要求。不幸的是，这些技术无法确保在控制器故障下的正确网络行为。这些技术的问题在于它们只处理了问题的一部分：保证应用程序和控制器状态在副本之间保持一致。然而，在SDN中，交换机保持也必须一致地处理的硬状态。因此，容错SDN必须将交换机状态纳入问题中。最近提出的容错控制器平台Ravana通过扩展容错SDN控制来解决这个问题，该容错SDN控制具有保证控制消息在控制器和交换机处被事务性地且精确地处理一次的机制。即使在控制器和开关崩溃的情况下也能提供这些保证。这种解决方案的优雅是有代价的。Ravana要求修改交换机，并对OpenFlow进行扩展，以增加迄今为止未预见到的协议。面对这一挑战，我们提出了Rama，这是一个容错SDN控制器平台，它提供了与Ravana相同的强大保证，而无需修改交换机或OpenFlow协议。我们的原型实现的实验表明，额外的开销是适度的，使Rama的第一个容错SDN解决方案，可以立即部署。
2019-02-05 cs.NI
Demonstration of SDN-Based Heterogeneous Quantum Key Distribution Chain Orchestration over Optical Networks
利用软件定义网络（SDN）实现了光网络上的异构量子密钥分发链编排，实现了BB84（Bennett-Bullard-1984）和TF（Twin-Field）量子密钥分发设备的控制层互操作。
2022-10-01 cs.NI
A Framework for Application-aware Networking by Delegating Traffic Management of SDNs
软件定义网络中逻辑集中式控制器的存在实现了对网络流量的智能和细粒度管理。通常，流量管理包括流量的测量、分析和控制，以提高资源利用率。这是通过检查相应的性能要求，使用指标，如数据包延迟，抖动，丢失率和带宽利用率从全球网络的观点。关于软件定义网络的流量管理以及如何有效地分配资源，已经有许多工作。然而，这些解决方案中的绝大多数局限于在入口和出口交换机的边界内检索的间接信息。这意味着测量、分析和控制的三阶段循环在该边界之间的交换机上执行，而网络中流动的流量源自终端主机上的应用。在这项工作中，我们提出了一个框架，将网络应用到交通管理的任务，使用软件定义网络的概念。我们演示了如何帮助应用程序获得所需的服务质量水平，通过实现一个原型的API流带宽预留使用OpenFlow和OVSDB协议。
2017-03-11 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
A Techno-economic Analysis of Network Migration to Software-Defined Networking
随着软件定义网络（SDN）范式的发展，每个网络运营商都面临着一个明显的困境：何时以及如何从现有的IP路由器迁移到SDN兼容设备。对功能齐全的网络进行单步的彻底检修是不切实际的，而与此同时，SDN的直接好处是显而易见的。因此，一个可行的解决方案是随着时间的推移逐步迁移，其中哪些路由器应该首先迁移，以及迁移的顺序是否有所不同，可以从技术经济和流量工程的角度进行分析。在本文中，我们从技术经济的角度来解决这些问题，并建立迁移调度的重要性。我们提出了优化技术和贪心算法来规划一个有效的迁移时间表，基于各种技术经济方面，如技术收益与资本支出限制相结合。我们证明了一个有效的迁移序列的重要性，通过两个相关的网络管理指标，即，一个节点的迁移，和网络容量节省利用的替代路径的数量。我们的研究结果表明，迁移的顺序起着至关重要的作用，特别是在网络迁移到SDN的早期阶段。
2013-10-01 cs.NI
Software-Defined Networks Supporting Time-Sensitive In-Vehicular Communication
未来的车载网络将基于以太网。IEEE时间敏感网络（TSN）是一个很有前途的候选人，以满足未来汽车通信的实时性要求。软件定义网络（SDN）通过编程选项扩展了以太网控制平面，可为汽车环境的弹性、安全性和自适应性增加很大价值。在这项工作中，我们得出的第一个概念结合软件定义网络与时间敏感的网络以及初步评估。我们的测量是通过模拟进行的，该模拟调查SDN架构是否适合汽车中的时间关键型应用。我们的研究结果表明，SDN的控制开销可以添加没有延迟惩罚的TSN流量时，协议映射正确。
2019-03-19 cs.NI
Scalable Steiner Tree for Multicast Communications in Software-Defined Networking
软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）为流量工程提供了灵活的网络资源分配，但同时由于流量更难聚合，可扩展性问题变得更加严重。SDN中的这些关键问题已经针对单播进行了研究，但尚未针对多播流量进行探索，并且解决多播的这些问题更具挑战性，因为多播组中的成员的身份和数量可以是任意的。因此，在本文中，我们提出了一种新的多播树的SDN，命名为分支感知Steiner树（BST）。BST问题是困难的，因为它需要联合最小化的边缘和分支节点的数量在一棵树中，我们证明了它是NP-困难的和不可逼近的$k$，这表示组成员的数量。我们进一步设计了一个近似算法，称为分支感知边缘约简算法（BAERA），来解决这个问题。仿真结果表明，BAERA得到的树比最短路径树和传统Steiner树具有更高的带宽效率和可扩展性。最重要的是，BAERA在SDN中部署的计算效率很高，因为它可以在短时间内在大规模网络上生成树。
2014-05-08 cs.NI
NetO-App: A Network Orchestration Application for Centralized Network Management in Small Business Networks
软件定义网络（SDN）正在重塑网络模式。先前的研究表明，SDN比传统网络具有优势，因为它分离了控制和数据平面，通过网络自动化和可编程性带来更大的灵活性。与服务提供商网络一样，小型企业网络需要灵活性来扩展、部署和自我修复由云操作系统、虚拟机、容器、供应商网络设备和虚拟网络功能（VNF）组成的网络基础设施;然而，随着SDN在行业中的发展，开发SDN架构以满足小型企业网络需求的研究有限。这项研究提出了一种网络架构，可以抽象，编排，并根据小型企业的网络需求的规模配置。我们的研究结果表明，所提出的架构提供了增强的网络管理和操作时，结合网络编排应用程序（NetO-App）在这项研究中开发的。NetO-App协调网络策略，自动化配置更改，并管理园区网络基础设施之间的内部和外部通信。
2018-08-04 cs.NI
Scalability and Resilience of Software-Defined Networking: An Overview
软件定义网络（SDN）允许通过智能和集中的机构控制可用的网络资源，以便以灵活的方式优化业务流。然而，集中式控制可能面临的可扩展性问题时，网络规模或流量的数量增加。此外，集中式控制器可能形成单点故障，从而影响网络弹性。本文提供了SDN的概述，重点关注（1）中央控制器面临的增加的控制开销的可扩展性，以及（2）针对控制器故障，网络拓扑故障和恶意攻击安全性的保护方面的弹性。
2014-08-28 cs.NI
A SDN/OpenFlow Framework for Dynamic Resource Allocation based on Bandwidth Allocation Model
实际系统（如5G、云和物联网）中的通信网络环境呈现出越来越多的用户、应用和服务，这些用户、应用和服务高度分布，具有不同的异构通信需求。在这种情况下，资源分配需要动态、高效和定制的解决方案，带宽分配模型（BAM）是支持这一新趋势的替代方案。本文提出了通过软件定义网络的带宽分配模型（BAMDDN）框架，该框架使用软件定义网络（SDN）/OpenFlow策略与BAM动态地分配用于MPLS（多协议标签交换）网络的资源（带宽）。该框架采用了一种创新的BAM系统实现方法，通过使用OpenFlow的SDN控制MPLS网络。实验结果表明，使用SDN/OpenFlow与BAM进行带宽分配确实具有有效的优势，MPLS网络需要灵活的资源共享之间的应用程序，并促进迁移到SDN/OpenFlow网络的路径。
2021-01-31 cs.NI
Perspectives on Software-Defined Networks: interviews with five leading scientists from the networking community
软件定义网络（SDN）在过去的几年里引起了学术界和工业界的广泛关注。尽管P2P应用程序和主动网络（例如虚拟拓扑和通过软件动态更改网络）等领域已经存在潜在的想法，但直到现在，该技术才发展到可以扩展实现的程度，这证明了当今对SDN的高度兴趣。在本文中，JISA编辑邀请了来自三大洲的五位顶尖科学家（Raouf Boutaba，David Hutchison，Raj Jain，Ramachandran Ramjee和Christian Esteve Rothenberg）就SDN中真正的新事物发表意见。采访内容包括大型电信和数据中心公司是否需要考虑使用SDN，新的范式是否正在改变计算机网络的理解和教学方式，以及该主题的开放问题是什么。
2016-03-28 cs.NI
A New Approach to DDoS Defense using SDN and NFV
今天的网络依赖于昂贵的专有硬件设备，这些设备部署在固定位置，用于DDoS防御。这引入了关于灵活性的关键限制（例如，复杂的路由以使流量到达这些“阻塞点”）以及处理变化的攻击模式的弹性。我们观察到使用新的网络范例（例如，软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV））来解决这些限制的机会。在此基础上，我们设计并实现了一个弹性和灵活的DDoS防御系统Bohatei。在设计Bohatei时，我们解决了可扩展性，响应性和对抗性的关键挑战。我们已经在Bohatei实施了几个著名的DDoS攻击防御。我们的评估表明，Bohatei是可扩展的（处理500 Gbps的攻击），响应（减轻攻击在一分钟内），并弹性动态对手。
2015-08-05 cs.NI
Software Defined Optical Networks (SDONs): A Comprehensive Survey
新兴的软件定义网络（SDN）范例将数据平面与控制平面分离，并将网络控制集中在SDN控制器中。应用程序与控制器交互以实现网络服务，例如具有服务质量（QoS）的网络传输。SDN促进了网络功能的虚拟化，使得多个虚拟网络可以在给定的已安装物理网络基础设施上操作。由于光（光子）通信组件的特定特性和高光传输容量，基于SDN的光网络提出了特别的挑战，但也具有巨大的潜力。在这篇文章中，我们全面调查研究SDN范式在光网络中的研究;简而言之，我们调查软件定义光网络（SDON）领域。我们主要将SDON的研究分为基础设施层、控制层和应用层。此外，我们还涵盖了SDON研究重点是网络虚拟化，以及SDON研究重点是编排的多层和多域网络。根据调查，我们确定了SDON面临的挑战，并概述了未来的发展方向。
2016-07-17 cs.NI
Artificial Intelligence Enabled Software Defined Networking: A Comprehensive Overview
Ozyegin University（厄兹耶因大学）；Ege University（爱琴海大学）
软件定义网络（Software defined networking，SDN）是一种结合了集中管理和网络可编程性的网络架构。SDN将控制平面与数据平面分离，并将网络管理转移到一个中心点，称为控制器，可以编程并用作网络的大脑。最近，研究界已经表现出越来越多的趋势，受益于人工智能（AI）领域的最新进展，以提供学习能力和更好的决策在SDN。在这项研究中，我们详细概述了最近将AI纳入SDN的努力。我们的研究表明，研究工作集中在人工智能的三个主要子领域，即：机器学习，元推理和模糊推理系统。因此，在这项工作中，我们调查了它们的不同应用领域和潜在用途，以及通过在SDN范式中包含基于AI的技术所实现的改进。
2018-11-06 cs.AI cs.NI
LineSwitch: Efficiently Managing Switch Flow in Software-Defined Networking while Effectively Tackling DoS Attacks
软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是一种新的网络架构，旨在提供网络控制（控制平面）和数据转发功能（数据平面）之间更好的解耦。这种分离带来了几个好处，例如直接可编程和（虚拟）集中式网络控制。然而，研究人员表明，SDN的控制和数据平面之间所需的通信通道在系统中产生了潜在的瓶颈，引入了新的漏洞。事实上，这种行为可能被用来发动强大的攻击，例如控制平面饱和攻击，这可能严重阻碍整个网络的性能。本文提出了一种有效的抗控制平面饱和攻击的解决方案LineSwitch。LineSwitch结合了SYN代理技术和网络流量的概率黑名单。我们实现了LineSwitch作为OpenFlow的扩展，OpenFlow是SDN的当前参考实现，并考虑不同的流量场景（有和没有攻击）评估我们的解决方案。我们的初步实验结果证实，与最先进的技术相比，LineSwitch将时间开销减少了30%，同时确保了相同的保护水平。
2015-02-08 cs.NI
OpenFlow-compliant Topology Management for SDN-enabled Information Centric Networks
以信息为中心的网络（ICN）已经成为一种有趣的方法，以克服传统的基于IP的网络的许多限制。然而，实现ICN所需的传统基础设施的巨大变化严重阻碍了网络运营商的采用。因此，研究了替代部署策略，其中软件定义网络（SDN）作为与传统基础设施兼容的解决方案出现，从而为在运营商网络中集成ICN概念开辟了新的可能性。本文讨论了这两个架构范例的无缝集成，并提出了一个可扩展的和动态的网络拓扑引导和管理框架，部署和操作ICN拓扑在SDN使能的运营商网络。我们描述了设计的协议和支持机制，以及实现这种互操作性所需的最低实现。一个概念验证原型已经实施，以验证该方法的可行性。结果表明，拓扑引导时间是不显着的拓扑大小的影响，大大促进了智能管理的ICN使能的网络。
2017-07-06 cs.NI
Designing Core Layer in Campus Network Using Software-Defined Networking
Universitas Jenderal Soedirman（松迪曼将军大学）
本研究以大学校园网核心层为案例，采用SDN范式，基于RouteFlow平台结合OSPF协议设计核心层，通过两台VM组成的测试环境验证其连通性与最短路径路由功能。
2026-08-27 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
MUREN: delivering edge services in joint SDN-SDR multi-radio nodes
为了满足不断增长的本地和分布式计算需求，云现在正下降到网络边缘，有时甚至下降到用户设备。这种方法旨在将计算、数据处理和网络服务分布到更靠近最终用户的地方。与将数据和计算集中在少数大型云中不同，许多边缘系统被设想部署在靠近最终用户或计算和智能网络最能满足用户需求的地方。在本文中，我们进一步融合这种大规模分布式计算系统与多个无线电接入。我们提出了一种称为MUREN（多无线电边缘节点）的架构，用于管理未来移动边缘网络中的流量。我们的解决方案基于移动边缘云（MEC）架构及其与软件定义网络（SDN）的密切交互，整体与软件定义无线电（SDR）共同交互。我们已经在概念验证中实现了我们的架构，并使用两个边缘场景对其进行了测试。我们的实验表明，将智能集中在MEC中可以通过调整波形参数，或通过改变无线电接口，甚至通过重新配置应用程序来保证边缘服务的要求。更一般地，最佳决策可以被视为对无线链路变化的最佳反应
2016-06-03 cs.NI
A Survey of Energy Efficiency in SDN Software Based Methods and Optimization Models
软件定义网络（SDN）范例具有通过分离控制平面和转发平面的可编程网络元件、通过优化路由的效率以及网络管理的灵活性的优点。由于能量成本在网络的总成本中占很大比例，因此能量效率已经成为现代网络机制的重要设计要求。然而，设计节能解决方案并非易事，因为它们需要解决能源效率和网络性能之间的权衡。在本文中，我们将讨论可用于新兴SDN的能效功能。我们提供了一个全面的和新颖的基于软件的节能解决方案的分类，分为流量感知，终端系统感知和规则放置的子类别。我们提出了一般的优化模型为每个子类别，并提出了目标函数，参数和约束条件，以考虑在每个模型。提供了关于最先进方法的特征、其优点和缺点的详细信息。还描述了用于提高交换机效率的基于硬件的解决方案。此外，我们讨论了SDN的能源效率领域的开放问题和未来的研究方向。
2019-07-30 cs.NI
SDN-AAA: Towards the standard management of AAA infrastructures
软件定义网络（SDN）是一种广泛部署的技术，能够实现对网络和服务的敏捷和灵活的管理。此范例代表了解决大型复杂认证、授权和计费（AAA）基础设施的动态和安全管理的适当候选者。在这些基础设施中，有几个节点必须安全地交换信息，以互连不同的领域。本文描述了一种新的基于SDN的框架，采用遵循标准YANG的数据模型驱动方法，命名为SDN-AAA，可用于动态管理AAA场景中的路由和安全配置。
2023-02-14 cs.NI
Matching model of flow table for networked big data
大数据网络必须是智能的，因为它将在数据拆分和合并过程中自适应地调整数据传输需求。软件定义网络（SDN）为设计更高效、更灵活的网络提供了一种可行且实用的范例。SDN交换机流表中的匹配策略至关重要。本文采用基于元组空间查找机制的数据包结构分类方法，提出了一种基于字段集对数据包进行分类的SDN交换机流表匹配模型，称为F-OpenFlow。实验结果表明，F-OpenFlow有效提高了SDN交换机中网络大数据流表的利用率和匹配效率。
2020-04-26 cs.NI
Impact of SDN Controllers Deployment on Network Availability
软件定义网络（SDN）有望提高网络的可编程性和灵活性，但也可能带来新的挑战，需要探索。本技术报告的目的是评估SDN控制器的部署如何影响SDN的整体可用性。为此，我们改变了SDN控制器的数量、归属和位置。一种两级建模方法，用于评估所研究情景的可用性。我们的研究结果显示了网络运营商如何使用该方法通过保持高水平的可用性来找到SDN控制平台的连接性所隐含的最佳成本。
2017-07-06 cs.NI
Towards Defeating the Crossfire Attack using SDN
在这项工作中，我们提出了在线流量工程作为一种新的方法来检测和减轻一类新兴的隐形拒绝服务（DoS）链接泛滥攻击。我们的方法利用了软件定义网络（SDN）范例，通过集中的流级控制和监控，使网络流量的管理更加灵活。我们实现了一个完整的原型，我们的解决方案上的模拟SDN环境使用OpenFlow接口与网络设备。我们进一步讨论了有用的见解，从我们的初步实验以及一些开放的研究问题，构成正在进行的工作。
2014-12-05 cs.NI
A Survey on Data Plane Flexibility and Programmability in Software-Defined Networking
近年来，软件定义网络（SDN）引起了研究界的广泛关注，大量的调查和综述论文证明了这一点。SDN的架构明确地识别了三个平面：应用平面、控制平面和数据平面。应用平面执行网络应用;控制平面基于由网络应用生成的请求来调节用于整个网络的规则;并且基于所设置的规则，控制器配置数据平面中的交换机。交换机在数据平面中的作用是根据控制器给出的指令简单地转发数据包。通过分析SDN相关的研究论文，可以观察到，研究从一开始就没有充分关注数据平面。因此，本文给出了一个全面的概述数据平面调查，特别强调的问题，可编程性和灵活性。调查的第一部分致力于通过数据平面灵活性和可编程性的几个定义和方面来评估实际的数据平面架构。然后，SDN相关的研究进行了概述，目的是确定关键因素的影响逐渐偏离与ForCES和OpenFlow规范给出的原始数据平面架构，我们称之为数据平面的演变。通过建立处理的问题和解决问题的方法之间的相关性，ForCES和OpenFlow数据平面架构的局限性被确定。基于所确定的限制，概括的方法来解决数据平面的灵活性和可编程性的问题。通过研究一般的方法，已确定的开放问题，建立未来的研究方向的建议的理由。
2019-04-04 cs.NI
SDN Enhanced Ethernet VPN for Data Center Interconnect
以太网虚拟专用网（EVPN）是一种新兴技术，可解决地理分布式数据中心（DC）带来的网络挑战。与传统的第2层VPN解决方案相比，EVPN的主要优势之一是提供全活动（A-A）操作模式，以便流量可以在提供商边缘（PE）路由器上真正实现多宿主。然而，A-A操作模式引入了新的挑战。在客户边缘（CE）路由器多归属于一个或多个PE路由器的情况下，必须只有一个PE路由器将广播、未知单播和多播（BUM）流量转发到DC中。承担将BUM流量转发到CE设备的主要角色的PE路由器称为指定转发器（DF）。所提出的在EVPN标准中选择DF的解决方案是基于分布式算法的，该算法具有许多缺点，例如不公平性和间歇性行为。在本文中，我们介绍了一种基于软件定义网络（SDN）的EVPN支持架构，其中SDN控制器与EVPN控制平面交互。我们演示了我们的解决方案如何减轻现有的DF选择，从而提高EVPN性能的问题。
2019-11-02 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
Machine Learning based Malicious Payload Identification in Software-Defined Networking
深度包检测（DPI）在软件定义网络（SDN）中得到了广泛的研究，因为复杂的攻击可能难以将恶意有效载荷注入到包中。现有的基于模式或基于端口的专有第三方DPI工具在有效处理大量数据流量方面可能受到限制。在本文中，一种新的OpenFlow启用的深度包检测（OFDPI）的方法，提出了基于SDN范式提供自适应和高效的数据包检测。首先，OFDPI通过OpenFlow协议检查每个新流的IP地址，规定了流级粒度的早期检测。然后，OFDPI允许在数据包级别的粒度上进行深度数据包检测：（i）对于未加密的数据包，OFDPI提取可访问的有效载荷的特征，包括基于词频和倒排文档频率（TF-IDF）的三元组频率和语言特征。这些功能连接成一个稀疏矩阵表示，然后应用到训练一个二元分类逻辑回归，而不是匹配特定的模式组合。为了平衡SDN控制器的检测精度和性能瓶颈，OFDPI引入了基于线性预测的自适应分组采样窗口;（ii）对于加密分组，OFDPI提取分组的显著特征，然后用决策树训练二进制分类器，而不是解密加密流量以削弱用户隐私。在Ryu SDN控制器和Mininet平台上实现了OFDPI原型。通过实验，使用真实世界的数据集的性能和所提出的解决方案的开销进行评估。数值结果表明，OFDPI可以提供一个显着的改善，在检测精度与可接受的开销。
2021-01-04 cs.NI
The KISS principle in Software-Defined Networking: An architecture for Keeping It Simple and Secure
安全性是软件定义网络（SDN）中日益重要的基本要求。然而，采用安全机制的速度一直很慢，我们估计这是传统解决方案的性能开销和所需支持基础设施的复杂性的结果。作为解决这些问题的第一步，我们提出了一个模块化的安全SDN控制平面通信架构，KISS，在密钥分发和安全信道支持的背景下创新的解决方案。基本安全原语的性能影响的比较分析指导我们选择KISS的基本原语。我们进一步提出了iDVV，集成设备验证值，一个确定性的，但不可否认的随机秘密代码生成协议，允许本地，但同步生成/验证的密钥在两端的通道，甚至在每一个消息的基础上。iDVV有望为SDN中认证和安全通信问题的鲁棒性和简化做出重要贡献。我们表明，我们的解决方案，同时提供相同的安全属性，优于参考的替代品，性能提高了30%以上的OpenSSL，并提高鲁棒性的基础上的代码足迹一个数量级小。最后，我们还证明和测试所提出的算法的随机性。
2017-11-02 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
OpenSIP: Toward Software-Defined SIP Networking
VoIP正在成为通信行业中PSTN的廉价、高效的替代品。随着广泛增长的采用率，SIP是由IETF标准化的应用层信令协议，用于创建，修改和终止VoIP会话。一般来说，SIP通过使用SIP代理将呼叫请求路由到其目的地。随着SIP使用的增加，传统配置带来了某些缺点，例如无效的路由、代理资源（包括CPU和内存）的未优化管理以及过载情况。本文提出OpenSIP，以升级SIP网络框架与新兴技术，如SDN和NFV。SDN提供了将数据和控制平面与基于软件的集中式控制相结合的管理，从而实现有效的路由和资源管理。此外，NFV通过虚拟化各种网络设备和功能来辅助SDN。然而，当前的SDN元件将检查的字段限制到层2-4报头，而SIP路由信息驻留在层7报头中。OpenSIP的一个好处是，它在深度数据包检测（DPI）引擎的帮助下，对SIP网络实施与高层无关的策略。OpenSIP的优点包括可编程性、降低成本、统一管理、路由以及高效的负载均衡。本研究在一个真实的测试平台上实现了OpenSIP，该平台包括Open vSwitch和Floodlight控制器。实验结果表明，该架构具有较低的开销和令人满意的性能，并且在应用部署过程中可以利用灵活的横向扩展设计。
2017-09-05 cs.NI
Software-Defined Networking Based Network Virtualization for Mobile Operators
软件定义网络（SDN）范式提供了许多特征，包括硬件抽象、可编程网络和集中式策略控制。与这些功能一起使用的主要好处之一是核心/回程网络虚拟化，其确保在移动运营商（MO）之间共享移动核心和回程网络。在本文中，我们提出了一个虚拟化的基于SDN的演进分组系统（EPS）蜂窝网络架构，包括网络虚拟化控制器的设计。在核心/回程网络元件虚拟化之后，与MO相关联的eNodeB成为回程传输提供商（BTP）的资源分配问题的一部分。我们调查的性能，我们提出的架构，eNodeB被分配到MO使用服务质量（QoS）的感知和QoS不知道的调度算法的考虑下，随时间变化的数量和位置的用户设备（UE）通过蒙特卡洛模拟。在长期演进（LTE）架构中的性能与传统的EPS进行了比较，结果表明，我们提出的架构优于传统的蜂窝网络架构。
2016-09-24 cs.NI
Optimization Models for Flexible and Adaptive SDN Network Virtualization Layers
网络管理程序为软件定义网络（SDN）提供网络虚拟化层。它们使虚拟网络（VN）租户能够根据其需求将其SDN控制器单独编程其逻辑网络。为了利用虚拟SDN网络的高灵活性并提供高性能，虚拟化层的部署需要适应不断变化的VN需求。本文对动态SDN网络虚拟化层的优化进行了研究。在定义重构事件的基础上，将重构事件转化为混合整数规划，分析虚拟化层的多目标适应问题。我们的初步模拟结果表明，帕累托边界冲突的目标，即控制平面延迟和管理程序和控制路径重新配置。
2017-10-10 cs.NI
