Dual Connectivity Support in 5G Networks: An SDN based approach
双连接（DC）是利用异构蜂窝网络潜力的关键技术之一。然而，第三代合作伙伴计划（3GPP）已经在不同的无线电接入技术（RAT）中引入了用于DC支持的不同机制，这给多RAT无线电接入网络（RAN）中的网络节点带来了复杂性。此外，DC支持需要在这些网络节点之间交换大量控制信息。为了解决这些问题，本文提出了一种基于SDN的多RAT RAN架构。所提出的体系结构简化了网络交互，允许网络中的灵活性，并帮助网络有效地执行负载均衡和移动性管理功能。我们还证明了减少控制信令和系统性能的改善相比，传统的架构。
2018-12-04 cs.NI
SDN enabled Mobility Management in Multi Radio Access Technology 5G networks: A Survey
本文综述了利用SDN使能架构管理5G等多无线接入技术网络中的切换问题，探讨了先进架构、卸载技术及实现方法，并指出了当前挑战与未来方向。
2023-04-06 cs.NI cs.SY eess.SY
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
Dynamic SDN-based Radio Access Network Slicing with Deep Reinforcement Learning for URLLC and eMBB Services
无线接入网（RAN）切片是使5G网络能够支持通用服务的异构需求的关键技术，即超可靠低延迟通信（URLLC）和增强型移动宽带（eMBB）。在本文中，我们提出了一个两个时间尺度的RAN切片机制，以优化URLLC和eMBB服务的性能。在大的时间尺度中，SDN控制器根据eMBB和URLLC业务的要求向gNodeB分配无线电资源。在短时间尺度中，每个gNodeB将其可用资源分配给其终端用户，并且如果需要，则从相邻gNodeB请求附加资源。我们制定这个问题作为一个非线性二元规划，并证明其NP-困难。接下来，对于每个时间尺度，我们建模的问题作为一个马尔可夫决策过程（MDP），其中大的时间尺度被建模为一个单一的代理MDP，而较短的时间尺度被建模为一个多代理MDP。我们利用指数权重算法探索和开发（EXP 3）来解决大时间尺度MDP的单智能体MDP和多智能体深度Q学习（DQL）算法来解决短时间尺度资源分配的多智能体MDP。大量的仿真结果表明，我们的方法是有效的，在不同的网络参数配置，它优于最近的基准解决方案。
2022-02-13 cs.NI
Dynamic Backhaul Network Configuration in SDN-based Cloud RANs
移动接入网中基站的协调是减少有害干扰并向用户提供高数据率的重要途径。当集中基站的数据处理（称为云RAN）时，可以容易地实现这样的协调机制，如多个BS向用户设备发送数据的协调多点（CoMP）。这种集中化还对回程网络提出了对于到基站的连接的高容量和低延迟的显著要求。这些要求可以通过（a）基站数据处理功能的灵活布置和（b）动态分配回程网络资源来减轻。我们展示了这两种技术是如何通过使用启发式算法来增加密集移动接入网络中基站协调的可行性。此外，我们提出了一个原型实现我们的方法的基础上软件定义网络（SDN）与OpenDaylight和Maxinet。
2015-03-11 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
VirtuWind - An SDN- and NFV-based Architecture for Softwarized Industrial Networks
VirtuWind提出了软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）在关键基础设施网络中的应用。我们的目标是在隔离和互连的工业网络中引入网络可编程性，可重新配置性和多租户能力。尽管如此，我们提出了VirtuWind架构的设计，解决了工业通信的要求：粒度服务质量（QoS）保证，系统模块化和安全和隔离的每租户网络访问。我们提出了我们的架构的功能组件，并提供了适当的实现机制的概述。最后，我们将两个示例性工业系统用例映射到所设计的架构，以展示其在示例性工业风电场网络中的适用性。
2019-02-07 cs.NI
Software Defined Edge Computing for Distributed Management and Scalable Control in IoT Multinetworks
最近，边缘计算已经成为支持物联网多网络中移动访问的一个有前途的范例。然而，异构无线通信方案的共存给此类网络中的移动性管理和接入控制带来了新的挑战。为了保持其计算连续性，软件定义网络（SDN）架构可以应用于分布式边缘网络，其为移动性管理提供一致的框架并为访问控制创建安全机制。在本文中，我们首先回顾了最先进的SDN技术及其在边缘计算中的应用。特别是，我们强调了与边缘计算环境中SDN的移动性管理和访问控制相关的突出问题。我们还介绍了一些有效的解决方案，这些问题，通过提出现实世界的测试床实验，原型和数值分析采用基于SDN的边缘计算范例的物联网多网络。
2021-04-06 cs.DC cs.NI
An SDN Approach for an Energy Efficient Heterogeneous Communication Network in Disaster Scenarios
无线接入技术已经被广泛地开发，旨在给予用户随时随地连接到他们期望的网络的能力。这导致集成到单个移动终端中的无线接口的数量增加，因此，它允许该设备能够连接到多个接入网络。然而，在某些特定情况下，如自然灾害，拥有一个不受破坏和及时的信息交换手段对受影响的受害者生存或与外界联系至关重要。这是因为在这些情况下，基本的网络基础设施可能会被破坏，导致大量系统停止工作。在这种情况下，受害者需要一个异构通信网络，毫无疑问，他们可以通过使用不同的无线接入技术进行通信，即，蓝牙或无线网络。网络还必须能够平滑地改变接入技术，或称为垂直切换，以确保正在进行的应用的QoS。此外，网络必须具有节能机制。由于这些原因，SDN的方法，这已经在以前的工作中提出，被认为是。该系统的性能已通过一组实验在一个真实的测试台进行了验证。所得到的结果表明，建议的垂直切换可以节省至少24.42%的无线通信所消耗的能量。不同UDP流量的切换延迟小于150 ms。此外，该网络允许使用蓝牙的设备通过异构连接与另一个使用Wi-Fi的设备进行通话，其中端到端抖动主要低于20 ms，丢包率低至0.2%。
2017-01-09 cs.NI
SDN helps Big Data to optimize access to data
本章介绍了高性能计算（HPC）与大数据分析相结合这一新兴领域的最新技术。为了了解这个新领域，本章首先调查了将HPC与大数据集成的现有方法。接下来，本章介绍了几种优化解决方案，重点是如何最大限度地减少从计算密集型应用程序到分析密集型应用程序的数据传输时间，以及最大限度地减少端到端解决方案的时间。该解决方案利用SDN自适应地使用高速互连网络和高性能并行文件系统来优化应用性能。设计和开发了一个名为DataBroker的计算框架，以实现HPC与数据分析的紧密集成。多种类型的实验已经进行了显示不同的性能问题，在消息传递和并行文件系统，并验证所提出的研究方法的有效性。
2020-12-30 cs.DC cs.NI cs.PF
Splitarchitecture: SDN for the carrier domain
SDN的概念已经成为通过解耦网络控制和转发来解决传统网络架构的众多挑战的一种方式。到目前为止，SDN的用例主要针对数据中心应用。本文考虑面向网络运营商的SDN，面对拥有数百万客户、多种技术和高可用性需求的大规模网络运营。考虑到可扩展性、可靠性、灵活性、模块化和虚拟化等特定的运营商级功能，CNOEU项目开发了CNOSELITSPLITARCHITECTURE概念。SplitArchitecture控制平面允许多个控制平面层的分层，这些控制平面层可以灵活地映射到数据平面层。在控制层之间使用开放接口。此外，SplitArchitecture提出了数据路径元素中转发和处理功能的额外分离，从而实现基于交换机的OAM功能和隧道技术的处理。SplitArchitecture概念在演示BRAS的SDN版本的原型中进行了评估：浮动BRAS。浮动BRAS允许创建具有动态管理的BRAS实例的住宅互联网接入服务。该演示基于一个控制器，该控制器支持受保护的MPLS传输连接，这些连接跨越SDN控制的聚合和基于IP/MPLS的核心域。该原型展示了SplitArchitecture如何在SDN控制的网络中实现服务节点的虚拟化，从而提高服务创建功能的配置和放置的灵活性。总体而言，结果表明，将SDN，特别是SplitArchitecture概念应用于运营商领域在技术和经济上都是有益的。
2017-02-21 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
A Decentralized Approach to Software-Defined Networks (SDNs)
在软件定义网络（SDN）中重新分配智能和管理是解决这些网络的可扩展性和完整性瓶颈的潜在方法。我们建议根据区域的概念重新审视路由概念。利用区域的基本和一致的定义，提出了一种基于区域的数据包路由算法SmartRegion Routing。区域在命名和寻址方面的灵活性然后以区域堆栈的形式以及放置在相关联的分组报头中的其他特征来利用。以这种方式，网络的大部分复杂性和动态性被吸收，因此在区域间级别的高度快速和简化的路由以及半自治的区域内路由将是可行的。此外，多径规划可以自然地在帧间和帧内级别实现。提供了SmartRegion路由机制的基本形式。所提出的方法的简单性、可扩展性和可扩展性也将带来未来减少与SDN相关的能源消耗和环境足迹的潜力。最后，各种应用，如实现无缝宽带接入，提供超越IP寻址机制，也地址等效命名机制，被认为是和讨论。
2015-04-29 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
A Cloud-based SDN/NFV Testbed for End-to-End Network Slicing in 4G/5G
网络切片旨在将5G塑造为灵活、可扩展和以需求为导向的网络。研究社区部署小规模和具有成本效益的测试平台，以评估网络切片功能。我们引入了一个新的测试平台，称为5GIIK，它提供了跨所有网络域和不同接入技术的网络切片的实施，管理和编排。我们的方法确定的设计标准是一个超集的功能存在于其他国家的最先进的测试平台，并确定适当的开源工具来实现它们。5GIIK是最全面的测试平台之一，因为它提供了额外的特性和功能，例如切片配置动态性，VM的实时监控以及不同VIM的VNF加载。我们说明了拟议的测试平台的潜力，并提出了初步的结果。
2020-05-14 cs.NI
Joint QoS-control and Handover Optimization in Backhaul aware SDN-based LTE Networks
未来的蜂窝网络将是密集的，需要关键的流量管理技术来进行细粒度的网络控制。在存在具有瓶颈链路的不同网段的情况下，问题变得更加复杂，所述瓶颈链路限制了向最后一英里用户的期望的服务质量（QoS）递送。在这项工作中，我们首先设计了一个框架，软件定义的蜂窝网络（SDCN），然后提出了新的机制，QoS和非QoS用户流量的管理，同时考虑接入和回程网络，联合。在不同的网络环境中使用网络模拟器（ns-3）开发和测试了整个SDN-LTE系统和相关方法。特别是在用户分布不均匀的情况下，与其他方法相比，该负载分配算法可以使所有网络用户和40%空闲边缘用户的平均QoS用户下行链路吞吐量分别提高至少6%和23%.此外，所提出的系统有效地实现所需的QoS和处理网络拥塞，而不会产生显着的开销。
2019-06-07 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
IP Based Traffic Recovery: An Optimal Approach using SDN Application for Data Center Network
随着时间的推移和对信息技术的沉迷，网络管理已经证明了它的重要性，并已成为当今信息流时代最重要和最具挑战性的任务之一。通信网络在通过安全信道管理和流动数据方面实现了高水平的复杂性，使得数据丢失几乎是不可能的。这就是为什么存在许多当前在诸如社交网络和金融应用之类的广泛的基于网络的应用中实现的所提出的解决方案。本文的目的是提出一种非常可靠的数据流方法：使用SDN应用程序为流量选择最佳路径。这是一种基于IP的方法，在这种方法中，我们的SDN应用程序通过根据请求的IP来源过滤请求来实现最佳路径的提供。我们将区分源，并将提供具有最低流量路径的数据流，从而为我们提供最小的数据丢失机会。访问我们的测试应用程序的请求将从主机生成，来自每个主机的请求将由我们的SDN应用程序区分，该应用程序将获取所有可用服务器的活动用户数，并将请求重定向到具有最小流量负载的服务器。它还将破坏非活动用户的会话，从而为数据流保持最佳响应通道。
2017-02-01 cs.NI
Benchmarking the ONOS Intent interfaces to ease 5G service management
即将到来的5G移动网络的用例引入了新的和复杂的用户需求，这些需求将需要支持网络资源的快速重新配置。软件定义网络（SDN）是可以解决这些需求的关键技术，因为它将控制平面从网络设备的数据平面中分离出来，并且在逻辑上将控制平面集中在SDN控制器中。SDN网络操作系统（ONOS）是一种最先进的SDN控制器，旨在从其设计中解决这一重要的可扩展性限制。ONOS的一个重要特性是，它允许网络管理员使用Intent规范来配置和管理具有高抽象级别的网络。Intent是一个策略表达式，描述了期望的结果是什么，而不是如何达到结果。意图的概念加上分布式存储空间是ONOS理论可扩展性的关键组成部分。在本文中，我们提出了我们的评估的ONOS意图北向接口使用的方法，考虑到接口访问方法，类型的意图和安装的意图的数量。我们的初步分析表明，计算成本与提交的Intent数量呈线性增长，访问方法是整体计算成本的主要因素。
2022-01-05 cs.NI
Fronthaul-Aware Software-Defined Wireless Networks: Resource Allocation and User Scheduling
软件定义网络（SDN）提供了一种灵活且可编程的方式来通过控制-数据平面分离来优化无线电接入网络。然而，要想获得无线SDN的好处，关键在于充分利用有限的无线前传容量。在这项工作中，前端感知的资源分配和用户调度问题进行了研究。为此，提出了一种双时标前传感知SDN控制机制，其中控制器通过在长时标中强制执行粗略相关均衡来最大化时间平均网络吞吐量。随后，利用控制器的建议，每个基站在短时间尺度内使用李雅普诺夫随机优化来调度其用户，即，在每个时间段。仿真结果表明，在SDN控制器的帮助下，网络吞吐量显著提高，延迟降低高达40%。此外，对于更密集的网络部署，收益更为明显。
2017-10-30 cs.NI
Lightweight Zero Trust via Automotive SDN
Robert Bosch GmbH（罗伯特·博世有限公司）；ETAS GmbH（ETAS有限公司）
针对车载网络缺乏运行时访问撤销与密钥轮换的问题，本文利用现有MACsec/MKA和CORECONF/YANG管理，将SDN控制器映射到NIST零信任组件，实现轻量级ZTA，覆盖七项原则中的五项。
2026-09-10 cs.CR cs.NI
Joint Switch-Controller Association and Control Devolution for SDN Systems: An Integration of Online Control and Online Learning
在软件定义网络（SDN）系统中，采用多控制器设计和控制转移技术来提高控制平面的性能是常见的做法。然而，在这样的系统中，用于联合开关-控制器关联和控制转移的决策通常涉及各种不确定性，例如，控制器可访问性的时间变化以及开关的计算和通信成本。在实践中，这种不确定性的统计数据是无法实现的，需要以在线方式学习，需要学习和控制的综合设计。在本文中，我们制定了一个随机网络优化问题，旨在最大限度地减少时间平均系统成本，并确保队列稳定性。通过将问题转化为具有长期稳定性约束的组合多臂强盗问题，采用强盗学习方法和最优控制技术分别处理探索-开发权衡和长期稳定性约束.通过对在线学习和在线控制的集成设计，提出了一种有效的学习辅助开关控制器关联和控制分散（LASAC）方案。我们的理论分析和仿真结果表明，LASAC实现了一个可调的权衡队列稳定性和系统成本降低与次线性时间平均遗憾界在有限的时间范围内。
2020-08-01 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 analysis of SDN controllers: POX, Floodlight and Opendaylight
IP网络的配置和故障排除非常耗时，因为它需要访问每个设备的命令行界面（CLI）或图形用户界面（GUI）。换句话说，控制平面（收集信息以转发数据）和数据平面（数据转发平面）在每个中间设备上运行。为了解决这个问题，出现了软件定义网络，并将控制平面（由软件完成）与数据平面（由硬件完成）分离[1]。此外，控制平面在称为控制器的中心点中操作。在仿真和生产网络环境中有许多控制器软件程序。在本文中，我们比较了三个开源控制器POX，Floodlight和Opendaylight（ODL）在MININET SDN仿真程序创建的模拟网络中的TCP和UDP吞吐量和平均往返时间（RTT）的第一个数据包的流在网状和树形拓扑结构。
2021-12-20 cs.NI cs.PF
A Software-Defined Networking Solution for Transparent Session and Service Continuity in Dynamic Multi-Access Edge Computing
多访问边缘计算（MEC）将允许实现迄今为止尚不可行的低延迟服务。欧洲电信标准协会（ETSI）和第三代合作伙伴计划（3GPP）正在致力于5G网络中MEC的标准化以及用于将用户流量路由到局域网中的应用的相应解决方案。然而，既不存在用于将应用从核心动态地重定位到MEC主机的实际实现，也不存在用于将应用从一个MEC主机动态地重定位到另一个MEC主机以确保服务连续性的实际实现。在本文中，我们提出了一种基于软件定义网络（SDN）的解决方案，以创建IP锚点的新实例，从而将用户设备（UE）流量动态重定向到新的物理位置（例如，边缘基础设施）。我们还提出了一种新的方法，利用SDN复制以前的上下文的连接在新的实例的IP锚点，从而保证会话和服务连续性（SSC），并比较它与替代状态复制策略。这种方法可用于在4G或5G网络中实现边缘服务。
2021-06-13 cs.NI
DiffPerf: Towards Performance Differentiation and Optimization with SDN Implementation
School of Computing, National University of Singapore（新加坡国立大学计算机学院）；Trustwave, Singapore（Trustwave）；Bigo Technology Pte Ltd, Singapore（Bigo Technology Pte Ltd）
DiffPerf通过SDN实现网络性能差异化与优化，动态分配带宽并隔离用户流以提升视频流媒体质量。
2020-12-06 cs.NI
Open5G: A Software-Defined Networking Protocol for 5G Multi-RAT Wireless Networks
当今的移动网络包括多种无线电接入技术（RAT），例如，4G LTE、无线局域网（WLAN）和即将到来的5G-New Radio（5G-NR）。这些RAT的接入网络由RAT专用实体控制，例如，位于单个LTE eNB内部的资源管理功能用于eNB控制，或者接入控制器用于控制WLAN接入点。即使在具有支持多种RAT的公共核心的3GPP的5G架构中，也在各个RAT内独立地进行无线电接入相关的决策。由于多RAT无线电接入网络（RAN）中的控制平面的碎片化性质，网络资源的统一全局视图不可用，从而阻碍了资源的优化分配。这也给涉及多个RAT的特征带来复杂性，例如，双重连接。为了解决这些问题，我们在早期的工作中引入了基于SDN的多RAT RAN架构（SMRAN）[arXiv：1812.11825]，其中RAN控制平面与数据平面分离。作为SMRAN架构的一部分，我们定义了一个逻辑上集中的多RAT RAN控制器和各个RAT特定的数据平面功能。在目前的工作中，我们定义了一个称为Open 5G的协议，用于SMRAN数据平面的控制和管理。Open 5G基于OpenFlow（OF）和OF-Config，这是基于SDN的有线网络和数据中心中常用的协议。
2020-02-06 cs.NI
Software-defined and Virtualized Cellular Networks with M2M Communications
机器对机器（M2M）通信已经引起学术界和工业界的极大关注。在本文中，随着无线网络虚拟化和软件定义网络（SDN）的最新进展，我们提出了一种新的框架M2M通信的软件定义的蜂窝网络与无线网络虚拟化。在所提出的框架中，根据机器类型通信设备（MTCD）的不同功能和服务质量（QoS）要求，管理程序实现物理M2M网络的虚拟化，物理M2M网络被抽象和切片为多个虚拟M2M网络。此外，我们制定了一个决策理论的方法来优化M2M通信的随机接入过程。此外，我们开发了一个反馈和控制回路，以动态地调整资源块（RB）的数量，在随机接入阶段中使用的虚拟M2M网络的SDN控制器。大量的仿真结果与不同的系统参数，以显示所提出的方案的性能。
2016-11-15 cs.NI
Machine-to-Machine (M2M) Communications in Software-defined and Virtualized Cellular Networks
机器对机器（M2M）通信已经引起学术界和工业界的极大关注。在本文中，随着无线网络虚拟化和软件定义网络（SDN）的最新进展，我们提出了一种新的框架M2M通信的软件定义的蜂窝网络与无线网络虚拟化。在所提出的框架中，根据机器类型通信设备（MTCD）的不同功能和服务质量（QoS）要求，管理程序实现物理M2M网络的虚拟化，物理M2M网络被抽象和切片为多个虚拟M2M网络。此外，我们开发了一种决策理论的方法来优化M2M通信的随机接入过程。此外，我们开发了一个反馈和控制回路，以动态地调整资源块（RB）的数量，在随机接入阶段中使用的虚拟M2M网络的SDN控制器。大量的仿真结果与不同的系统参数，以显示所提出的方案的性能。
2016-11-26 cs.NI
PRAGMA-ENT: Exposing SDN Concepts to Domain Scientists in the Pacific Rim
环太平洋应用程序和网格中间件大会（PRAGMA）是一个由研究人员组成的国际社区，他们积极合作，解决eScience中共同感兴趣的问题和挑战。PRAGMA实验网络测试床（PRAGMA-ENT）的建立旨在构建一个国际软件定义网络（SDN）测试床，为PRAGMA网络基础设施提供必要的网络支持。PRAGMA-ENT是孤立的，PRAGMA研究人员可以完全自由地访问网络资源来开发，实验和评估新想法，而无需担心干扰生产网络。在第一阶段，PRAGMA-ENT侧重于建立国际L2骨干网。在佛罗里达Lambda Rail（FLR）、Internet 2、PacificWave、JGN-X和TWAREN的支持下，PRAGMA-ENT主干网连接佛罗里达大学（UF）、加州大学圣地亚哥分校（UCSD）、奈良科学技术研究所的开放流交换机（日本NAIST）、大坂大学（日本）、国家先进工业科学技术研究所（日本AIST）和国家高性能计算中心（台湾）。PRAGMA-ENT的第二阶段包括评估控制平面的技术，这些技术能够进行多个实验（即，OpenFlow控制器）共存。FlowVisor的初步实验揭示了一些局限性，导致开发了一种名为AutoVFlow的新方法。本文将分享我们在建立PRAGMA-ENT骨干网（具有国际L2链路）方面的经验，其现状和控制平面计划。讨论初步的应用思路，包括优化路由控制，多路径路由控制和远程可视化也将被…
2015-09-28 cs.NI
Software Defined Applications in Cellular and Optical Networks
小型无线小区具有通过共享频谱资源来克服无线接入中的瓶颈的潜力。一种基于小小区基站之间的智能网关（Sm-GW）的新型接入回程网络架构，LTE eNB和传统的回程网关，例如，已经引入LTE服务/分组网关（S/P-GW）来解决瓶颈。Sm-GW灵活地调度用于eNB的上行链路传输。基于软件定义网络（SDN），已经提出了允许多个运营商经由多个Sm-GW与多个小小区灵活地互操作的管理机制。本文还对SDN在光网络中的应用研究进行了综述。随着物理层功能划分的改进，电缆架构中分布式融合电缆接入平台（DCCAP）的性能（尤其是远程物理层和远程MACPHY节点）也得到了评估。在PHY功能划分中，除了重用具有用于多种技术的公共FFT模块的基础设施之外，还提出了一种新颖的跨功能划分交互，以在远程节点处跨时间缓存重复的QAM符号，以降低前传链路的传输速率要求。
2017-12-08 cs.NI
DRL-M4MR: An Intelligent Multicast Routing Approach Based on DQN Deep Reinforcement Learning in SDN
Guilin University of Electronic Technology（桂林电子科技大学）；Fujian University of Technology（福建工程学院）；Peng Cheng Lab.（鹏城实验室）
传统的组播路由方法在构建组播树时存在对网络状态信息获取受限、对网络动态复杂变化的适应性差、数据转发不灵活等问题。针对这些缺陷，将软件定义网络（SDN）中的最优组播路由问题裁剪为多目标优化问题，设计了一种基于深度Q网络（DQN）深度强化学习（DRL）方法的智能组播路由算法DRL-M4 MR，用于构建SDN中的组播树。首先，结合SDN的全局视图和全局控制，设计了DRL代理的状态空间：组播树状态矩阵、链路带宽矩阵、链路时延矩阵和链路丢包率矩阵。第二，代理的动作空间是网络中的所有链路，并在四种情况下设计了将链路添加到当前组播树的动作选择策略。第三，设计了单步和最终的奖励函数形式来指导智能决策以构造最优的组播树。实验结果表明，与现有算法相比，DRL-M4 MR构造的组播树在训练后能获得更好的带宽、时延和丢包率性能，并能在动态网络环境下做出更智能的组播路由决策。
2022-07-31 cs.AI cs.NI
SOARAN: A Service-oriented Architecture for Radio Access Network Sharing in Evolving Mobile Networks
移动网络正经历向软件定义网络（SDN）基础设施的快速演进，以适应不断增长的移动流量，并克服技术创新和服务市场不断加速演进所导致的网络管理噩梦。演进的载波无线网络倾向于在多个（虚拟）网络运营商之间共享无线电接入网络（RAN）以便增加网络容量并降低费用。然而，现有的RAN共享模型是面向运营商的，为了资源共享的目的，其向参与的网络运营商暴露了大量的资源细节，例如基础设施和频谱。这些老式的模型违反了SDN抽象的设计原则，并且无法管理按需定制服务的蓬勃发展的流量。本文提出了一种面向服务的移动网络RAN共享框架SOARAN，该框架用于从LTE/LTE高级演进到软件定义载波无线网络（SD-CWNs）的移动网络中，通过提供应用级差异化服务，从无线资源上为网络运营商提供服务。SOARAN定义了一系列具有不同体验质量（QoE）要求的抽象应用。中央控制器周期性地计算关于运行时业务需求和信道条件的用于每个无线电元件的应用级资源分配，并且将这些分配决定作为面向服务的策略传播到各个元件。无线电元件然后独立地确定每个应用内的流级资源分配以实现这些策略。我们制定的应用程序级资源分配作为一个优化问题，并开发了一个快速算法来解决它与一个可证明的近似保证。
2015-08-03 cs.NI
Software-Defined Network Controlled Switching between Millimeter Wave and Terahertz Small Cells
小型基站是一种经济有效的方式，可以可靠地扩大网络覆盖范围，并为最终用户提供显着增加的容量。毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）频率下的超高带宽可以有效地实现小型蜂窝中的短距离无线接入链路，从而实现无人驾驶汽车、数据回传和超高清信息娱乐服务等潜在用例。本文描述了一种新的软件定义网络（SDN）框架，用于配备能够在THz和mmWave频段之间动态切换的收发器的车辆。我们提出了一种新的SDN控制的准入政策，优先之间的毫米波和太赫兹小小区，容纳不对称的上行链路/下行链路流量，执行错误恢复和处理不同的链路状态，由于沿实际车辆路径的运动而产生的。然后，我们分析得出这样一个小小区网络的容量，通过占这两个频段，相对距离和给定的收发器对之间的接触时间的独特的信道特性。然后，我们制定的最佳程序调度多辆车在一个给定的基础设施塔，关于实际的道路拥堵情况。最优调度的搜索被证明是一个NP难问题。因此，我们设计了一个计算上可行的多项式时间调度算法，在SDN控制器上运行，并将其性能与最佳过程和随机接入进行比较。此外，我们提出了一个基于模拟的案例研究，在波士顿市的数据中心回程的用例，以展示我们的方法的好处。
2017-02-09 cs.NI
T-s3ra: traffic-aware scheduling for secure slicing and resource allocation in sdn/nfv enabled 5g networks
网络切片和资源分配在软件定义网络（SDN）/网络功能虚拟化（NFV）辅助的5G网络中起着关键作用。在5G通信中，业务速率很高，需要高数据速率和低延迟。深度学习是克服这些限制的潜在解决方案。安全切片避免了资源浪费;然而，DDoS攻击者可以利用切片网络。因此，我们专注于大规模网络流量下的资源分配安全切片。提出了用于SDN/NFV使能的5G网络上的安全切片和资源分配的调度感知。在这种方法（T-S3 RA）中，使用具有基于密码的密钥导出函数的布尔逻辑来认证用户设备。流量在5G接入点中进行调度，并分别使用SliceNet和HopFieldNet等深度学习模型实现安全的网络切片和资源分配。为了预测DDoS攻击者，我们计算Renyi熵进行数据包分类。实验进行了使用网络模拟器与250个节点的网络拓扑。使用吞吐量、延迟、数据包传输率、数据包丢失率、切片容量、带宽消耗和切片接受率等指标评估性能。T-S3 RA在三个具有不同要求的5G用例中实现，包括大规模机器类型通信，超可靠低延迟通信和增强的移动宽带。
2021-07-11 cs.NI eess.SP
The Wireless Control Plane: An Overview and Directions for Future Research
软件定义网络（SDN）已成功部署在复杂数据中心的管理中，最近已被纳入无数的5G网络中，以智能管理各种异构无线设备、软件系统和无线接入技术。因此，SDN控制平面需要直接或间接地与无线数据平面进行无线通信。无线SDN控制平面（WCP）中的不确定性使其设计具有挑战性。两种WCP方案（直接WCP，D-WCP和间接WCP，I-WCP）都已被纳入最近的5G网络;然而，缺少对其设计原则和设计限制的讨论。本文介绍了WCP设计（I-WCP和D-WCP）的概述，并通过回顾其在最近5G网络中的部署来讨论其复杂性。此外，为了便于合成一个强大的WCP，本文提出了一个通用的WCP框架，使用深度强化学习（DRL）的原则，并提出了未来的研究路线图。
2018-10-08 cs.NI
Five Driving Forces of Multi-Access Edge Computing
多接入边缘计算（MEC）技术的出现旨在将云计算能力扩展到无线接入网络的边缘。MEC提供对无线电网络资源的实时、高带宽、低延迟访问，使运营商能够将其网络开放给新的生态系统和价值链。此外，它将为未来第五代（5G）无线系统的设计提供新的见解。本文介绍了五个关键技术，包括网络功能振兴（NFV），软件定义网络（SDN），网络切片，信息中心网络（ICN）和物联网（IoT），加强MEC的普及和采用。我们的目标是在5G背景下提供MEC与这五种驱动技术之间的关联性，同时确定开放的挑战，未来的方向和切实的集成路径。
2018-10-01 cs.NI
Towards an Implementation of the Knowledge-Based Control Plane for Intelligent Swarm Networks
本文提出将动态知识图谱（DKG）与软件定义网络（SDN）集成，通过统一网络数据视图增强群体网络管理控制能力，潜在用例验证其优化性能与资源利用率的优势。
2024-11-28 cs.NI
End-to-end 5G services via an SDN/NFV-based multi-tenant network and cloud testbed
5G的主要要求是高度灵活、超低延迟和超高带宽的虚拟化基础设施，以提供端到端服务。这一要求可以通过将所有网段（无线接入、聚合和核心）与异构无线和光技术（5G、毫米波、LTE/LTE-A、Wi-Fi、以太网、MPLS、WDM、软件定义光传输等）有效集成来满足，以及大规模计算和存储云服务（在边缘/核心数据中心提供）。本文介绍了CTTC旨在整合三个整合和独立实验基础设施的初步架构，以部署上述测试和开发先进5G服务所需的端到端自上而下融合基础设施。
2018-03-20 cs.IT cs.NI math.IT
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
SDN-Assisted Network-Based Mitigation of Slow DDoS Attacks
针对网络应用程序的慢速攻击通常不容易检测，因为攻击者的行为符合规范。许多网络应用程序的服务器没有为这种攻击做好准备，这要么是由于缺少对策，要么是因为它们的默认配置忽略了这种攻击。保护网络服务免受此类攻击的压力越来越多地从服务运营商转移到受攻击服务器的网络运营商。诸如软件定义网络之类的最新技术提供了灵活性和可扩展性，以在没有目标运营商的帮助下分析和影响网络流。基于我们以前在基于网络的缓解方面的工作，我们扩展了一个框架，以检测和缓解网络基础设施内运行缓慢的DDoS攻击，但不需要访问受到攻击的服务器。我们开发和评估了几种识别方案，以确定攻击者在网络中完全基于网络流量信息。我们表明，通过测量数据包的速率和数据包的距离的均匀性，一个可靠的标识符可以建立，给定的部署网络的训练期。
2018-04-18 cs.CR cs.NI
Data Movement Manager (DMM) for the SENSE-Rucio Interoperation Prototype
本研究设计实现了连接Rucio与SENSE的数据移动管理器DMM原型，依托LHC计算网格实现支持SDN的高能物理数据流传输，具备优先级带宽分配与细粒度流监控功能，可优化网络使用。
2025-08-01 cs.NI
Offloading in Software Defined Network at Edge with Information Asymmetry: A Contract Theoretical Approach
智能手机和平板电脑等高性能移动设备的激增显著增加了对无线接入的需求。边缘软件定义网络（SDN）被认为是一种有前途的技术，以简化当前无线网络的流量卸载过程。在本文中，我们研究了在SDN-在边缘的激励问题，如何激励第三方接入点（AP），如WiFi和smallcell卸载流量的中央基站（BS）。AP将仅在满足其自身的业务需求的前提下接纳来自BS的业务。在AP对自身业务需求了解较多的信息不对称条件下，BS需要根据AP的空闲容量分配费用，以维持一个兼容的激励机制。首先，我们应用契约理论的方法来建模和分析BS和AP之间的服务交易。在此基础上，引入了最优歧视契约和线性定价契约两种激励机制，作为抗逆向选择契约的比较。仿真结果表明，该契约能有效地激励AP的参与，并对蜂窝网络流量进行分流。在信息不对称的情况下，反逆向选择契约达到了最优结果。
2015-10-15 cs.NI
Split Architecture for Large Scale Wide Area Networks
本报告根据在电信运营商项目期间确定的需求定义了电信级拆分架构。它提出了SplitArchitecture建议，即为接入/聚合网络等大规模广域网引入的软件定义网络（SDN）的概念，并针对架构权衡评估技术问题。首先，我们提出的SplitArchitecture的控制和管理架构。在这里，我们讨论了一个递归的控制架构组成的分层堆叠的控制平面，并提供有关网络管理集成到SDN一般和SplitArchitecture特别是初步考虑。接下来，讨论支持运营商级SplitArchitecture的OpenFlow扩展。这些是：a）开放性和可扩展性; b）虚拟化; c）OAM; d）弹性方法; e）引导和拓扑发现; f）服务创建; g）节能联网; h）QoS方面;以及i）多层方面。此外，我们还讨论了现代运营商网络所面临的选定部署和采用场景，例如服务创建场景和对等方面，即，如何与传统网络互连。最后，我们指出了我们的SplitArchitecture方法如何满足接入/聚合网络场景中的运营商级可扩展性要求
2014-02-06 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
Computation Diversity in Emerging Networking Paradigms
如今，计算在未来一代的计算机和通信网络中扮演着越来越重要的角色，如有线网络的软件定义网络（SDN）以及无线网络的云无线电接入网络（C-RAN）和移动云计算（MCC）的最新进展所例证的。本文提出了一个统一的概念，即，计算多样性，描述计算资源对有线和无线通信的影响和不同形式。通过根据服务质量（QoS）要求将计算资源链接到通信网络，我们可以展示计算资源如何影响网络。此外，通过分析SDN、C-RAN和MCC中计算资源的不同功能，我们可以展示计算资源在不同网络中呈现的多样性和灵活性。计算多样性的研究可以为未来的网络设计提供指导，如何在计算之间联合分配资源（例如，CPU容量）和通信（例如，带宽），从而节省系统能量并增加用户体验。
2017-05-09 cs.NI
Slice-Aware Resource Calendaring in Cloud-based Radio Access Networks
在5G/6 G网络中已经引入了网络切片，以解决提供具有不同且有时相互冲突的要求的新服务的挑战。随着SDN和NFV技术被用于5G和6 G无线网络切片的设计，以及对这些技术的集中控制，资源共享等新服务也可以用于无线网络。在带宽分配中，具有低延迟敏感性和高容量的业务被转移到稍后的时隙，使得可以替代地服务具有高延迟敏感性的应用。我们讨论了如何在C-RAN架构中日历无线电资源，这也利用了网络切片。这被称为切片感知无线电资源日历。该问题的模型被开发为一个ILP问题，并提出了两个启发式算法来解决它，由于最优解的复杂性。观察结果表明，当资源在租户之间共享时，接受的请求数量会增加。
2022-03-01 cs.NI
Gargoyle: A Network-based Insider Attack Resilient Framework for Organizations
“随时随地”的数据访问模式已成为组织中广泛使用的IT策略，这使得内部攻击的建模、预测和阻止变得更加复杂。在这里，我们提出了Gargoyle，一个基于网络的内部攻击弹性框架对最复杂的内部威胁在普适计算环境。与现有的解决方案相比，Gargoyle通过一组新的上下文属性（称为网络上下文属性（NCA））来评估访问请求上下文的可信度。NCA是从网络流量中提取的，包括用户的设备功能、安全级别、当前和先前与其他设备的交互、网络连接状态和可疑在线活动等信息。从用户的设备及其集成传感器检索这样的信息在设备性能开销、传感器成本、可用性、可靠性和可信度方面具有挑战性。为了解决这些问题，Gargoyle利用软件定义网络（SDN）的功能来执行和实施策略。事实上，Gargoyle的SDN App可以与网络控制器进行交互，以创建“深度防御”保护系统。例如，Gargoyle可以自动隔离企业网中的可疑数据请求者，以进行进一步调查，或者在与数据提供者接洽之前过滤掉访问请求。最后，Gargoyle没有在访问授权中采用简单的二进制规则，而是采用了基于功能的访问控制（FBAC），并支持将访问策略定制为一组功能（例如，禁止复制、允许打印），这取决于所感知的上下文的可信度。
2018-07-07 cs.CR cs.NI
Building Flexible, Low-Cost Wireless Access Networks With Magma
由于服务的可用性或可负担性，数十亿人仍然无法上网。在本文中，我们提出了岩浆，一个开放和灵活的系统，用于建立低成本的无线接入网络。Magma旨在连接由于人口密度低或收入水平等问题而难以获得运营商经济效益的用户，同时保留蜂窝网络中预期的功能，如认证和计费策略。为了实现这一点，与传统的蜂窝网络相比，Magma采用了一种广泛利用互联网设计模式的方法，在边缘终止接入网络特定的协议，并将接入网络从核心架构中抽象出来。这一决定使Magma能够使用SDN（软件定义网络）原则重构无线核心，并利用现代分布式系统的其他技术。通过这样做，Magma降低了网络运营商的成本和运营复杂性，同时实现了弹性、可扩展性和丰富的策略支持。
2022-09-20 cs.NI
Secure Time-Sensitive Software-Defined Networking in Vehicles
未来车载网络（IVN）的当前设计为交换式以太网骨干做准备，交换式以太网骨干可以托管高级LAN技术，例如IEEE时间敏感网络（TSN）和软件定义网络（SDN）。在本文中，我们提出了一个集成的时间敏感的软件定义网络（TSSDN）的架构，同时使控制的同步和异步的实时和尽力而为的通信所有IVN流量类。尽管有中央SDN控制器，我们可以验证控制可以在没有TSN流量延迟惩罚的情况下运行，只要协议正确映射。我们展示了TSSDN如何自适应和可靠地增强车载通信的网络安全性。一个系统的调查可能的控制流与交换以太网的集成显示，这些策略允许塑造一个软件定义的IVN的攻击面。我们将讨论控制流标识符在不同层上的嵌入，涵盖了从完全公开的映射到深度封装的范围。我们实验评估这些策略在生产车辆，我们映射到一个现代的以太网拓扑结构。我们的研究结果表明，较低网络层上的汽车控制流的可见性可以在整个网络基础设施中实现隔离和访问控制。这样的TSSDN骨干网可以在IVN内建立和调查信任区域，并减少联网汽车在各种攻击场景中的攻击面。
2022-08-26 cs.NI
Performance analysis of smart digital signage system based on software-defined IoT and invisible image sensor communication
世界上的一切都在连接，事物正在变得互动。交互世界的未来取决于未来的物联网（IoT）。软件定义网络（SDN）技术是网络领域的一种新范式，它可以用于创建物联网，因为它可以通过控制物理设备、在物理设备之间传输数据以及数据采集来处理交互性。然而，数字标牌可以成为这个技术时代的一项有前途的技术，该技术正在向互动世界发展，通过设备到设备通信技术将用户连接到物联网网络。本文介绍了一种新型原型，主要关注由软件定义物联网（SD-IoT）和不可见图像传感器通信技术组成的智能数字标牌系统。我们提出了一个SDN方案，旨在为基于物联网网络的智能数字标牌系统启动其灵活性和兼容性。隐形通信的思想可以使该技术的用户更倾向于它，并且可以确保使用未使用的资源，如图像和视频。此外，这种通信为用户和数字标牌之间的互动铺平了道路，其中数字标牌和智能手机的摄像头可以分别作为发射器和接收器操作。所提出的方案可能适用于现实世界的应用，因为SDN具有适应网络状态变化的灵活性，而无需任何硬件修改，同时显示器和智能手机随处可见。该系统的性能分析显示了SD-IoT网络相对于基于互联网协议的IoT网络的优势，考虑到在用户访问IoT网络的情况下动态链路分配过程的排队分析。
2016-12-21 cs.NI
Strategies for Integrating Controls Flows in Software-Defined In-Vehicle Networks and Their Impact on Network Security
当前的车载网络（IVN）通过域总线连接电子控制单元（ECU）。网关在这些域之间转发消息。汽车以太网作为一种用于IVN的扁平、高速骨干技术出现，它在以太网帧内承载各种控制流。最近，软件定义网络（SDN）已被确定为车辆领域的有用构建块，因为它允许基于所有报头字段区分分组，从而可以隔离不相关的控制流。在这项工作中，我们系统地探讨了不同的策略，在交换以太网集成汽车控制流，并分析其安全性的影响，软件定义的IVN。我们讨论了如何将控制流标识符嵌入到不同的层上，从而产生一系列解决方案，从完全暴露的嵌入到深度封装。我们评估这些策略在一个现实的IVN的基础上的生产级车辆，我们映射到一个现代的以太网拓扑结构的通信矩阵。我们发现，数据包报头内的汽车控制流的可见性对于网络基础设施实现隔离和访问控制至关重要。通过公开的嵌入，SDN骨干网可以在IVN内建立和调查信任区域，并大大减少联网汽车的攻击面。暴露的嵌入策略还可以最大限度地减少通信开销。
2020-12-08 cs.NI
Soft-Defined Heterogeneous Vehicular Network: Architecture and Challenges
异构车辆网络（HetVNETworks）通过将不同的接入网络集成在一起，可以满足智能交通系统（ITS）服务的各种服务质量（QoS）要求。然而，HetVNET的当前网络架构不能有效地处理快速变化的网络环境的日益增长的需求。得益于云无线接入网络（Cloud-RAN）的集中化和灵活性，软定义网络（SDN）可以方便地应用于支持未来HetVNET功能和各种应用的动态性，同时降低运营成本。在本文中，我们首先提出了用于实现新网络的多层云RAN架构，其中可以根据车辆用户的需要利用多域资源。然后，详细介绍了软定义HetVNET的高层设计。最后，我们简要讨论了这个新网络的关键挑战和解决方案，证实了它在新兴的第五代（5G）时代的可行性。
2015-10-22 cs.NI
Mobility-Aware Seamless Handover with MPTCP in Software-Defined HetNets
研究了基于软件定义网络（SDN）的异构网络（HetNets）中的垂直切换问题。在所研究的模型中，HetNet需要为移动用户提供多样化的服务。使用SDN控制器，HetNet具有管理用户的接入和移动性问题的能力，但在垂直切换期间仍然存在乒乓效应和服务中断的问题。针对这些问题，提出了一种基于多路径传输控制协议（MPTCP）的移动性感知无缝切换方法。所提出的切换方法在软件定义的HetNets（SDHetNets）的控制器中执行，并且由三个步骤组成：位置预测、网络选择和切换执行。特别地，该方法首先用回声状态网络（ESN）预测用户在下一时刻的位置。给定预测的位置，SDHetNet控制器可以确定用于切换的候选网络集合以预分配网络无线资源。其次，通过模糊层次分析法（FAHP）算法选择目标网络，联合考虑用户偏好，服务需求，网络属性，用户移动模式。然后，无缝切换是通过所提出的基于MPTCP的切换机制来实现的。利用韩国科学技术研究院的真实用户轨迹数据进行仿真，结果表明，与传统方法相比，该方法可以减少10.85%~ 29.12%的切换次数。所提出的方法还在切换过程期间保持至少一个MPTCP子流连接，并且实现无缝切换。
2021-01-03 cs.NI
