SDN-OpenFlow安全性研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN(Software Defined Networking)最近成為了一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)。SDN的出現(xiàn)可以帶來許多優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)的行為是可以被編程的，因此它可以使網(wǎng)絡(luò)管理員在管理網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候有更多的靈活性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過對(duì)控制器的程序進(jìn)行編程來控制底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)流。然而，隨著 SDN網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和部署以及它的底層技術(shù) OpenFlow的發(fā)展，相應(yīng)的安全問題也隨之而來。這些安全威脅有些是引入 S

2、DN后引起的；有些是原有的或者新的網(wǎng)絡(luò)安全問題，利用SDN帶來的新技術(shù)可以被更好解決的。例如，SDN帶來的對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的更強(qiáng)的控制性給云安全的研究帶來了更多的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。
　　本課題研究的是和SDN相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全問題。
　　第一，我們研究了云計(jì)算環(huán)境下的流量監(jiān)測(cè)問題，即如何將現(xiàn)有的安全設(shè)備(虛擬網(wǎng)關(guān))應(yīng)用到云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。我們分別討論了當(dāng)虛擬網(wǎng)關(guān)處理能力存在和不存在限制的情況下，云計(jì)算環(huán)境下的虛擬網(wǎng)關(guān)放置問題。針對(duì)每種限制情況，我

3、們提出了相應(yīng)的算法，通過和蠻力算法的對(duì)比表明，我們的算法能得到更優(yōu)的解(更少的虛擬網(wǎng)關(guān)數(shù)量)。
　　第二，我們研究了SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的虛擬網(wǎng)關(guān)處理能力有限制的放置問題，我們給出了利用 SDN技術(shù)帶來新的功能更好的解決虛擬網(wǎng)關(guān)在云環(huán)境中的放置策略。通過將它轉(zhuǎn)化為裝箱問題，我們給出了幾個(gè)改進(jìn)的基于裝箱問題的算法。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M我們發(fā)現(xiàn)NF算法的運(yùn)行時(shí)間最短，但得到最多的虛擬網(wǎng)關(guān)數(shù)量，其余的算法得到的解很相近。
　　第三，我們討論了

4、SDN網(wǎng)絡(luò)的一致性問題：SDN網(wǎng)絡(luò)下的網(wǎng)絡(luò)不變量一致性的驗(yàn)證。我們主要側(cè)重于發(fā)現(xiàn) SDN及其核心技術(shù) OpenFlow本身的缺陷，首先我們討論了網(wǎng)絡(luò)配置更新、網(wǎng)絡(luò)不變量和一致性的相關(guān)概念，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M，我們發(fā)現(xiàn)由于網(wǎng)絡(luò)可能存在的延遲，控制器程序存在對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備規(guī)則的下發(fā)生效的一致性問題；另外我們討論了OpenFlow對(duì)于網(wǎng)絡(luò)包處理的不一致性問題，并且分析了利用數(shù)據(jù)庫(kù)理論解決該問題的開銷。
　　最后，我們對(duì)整個(gè)文章進(jìn)行了總結(jié)，并且給