SDN-OpenFlow安全性研究.pdf

1、軟件定義網(wǎng)絡SDN(Software Defined Networking)最近成為了一個新興的研究熱點。SDN的出現(xiàn)可以帶來許多優(yōu)點。在一個SDN網(wǎng)絡環(huán)境中，網(wǎng)絡的行為是可以被編程的，因此它可以使網(wǎng)絡管理員在管理網(wǎng)絡的時候有更多的靈活性。網(wǎng)絡管理員可以通過對控制器的程序進行編程來控制底層網(wǎng)絡設備的網(wǎng)絡流。然而，隨著 SDN網(wǎng)絡的快速發(fā)展和部署以及它的底層技術 OpenFlow的發(fā)展，相應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)絡安全問題，利用SDN帶來的新技術可以被更好解決的。例如，SDN帶來的對于網(wǎng)絡的更強的控制性給云安全的研究帶來了更多的機會和挑戰(zhàn)。
　　本課題研究的是和SDN相關的網(wǎng)絡安全問題。
　　第一，我們研究了云計算環(huán)境下的流量監(jiān)測問題，即如何將現(xiàn)有的安全設備(虛擬網(wǎng)關)應用到云網(wǎng)絡環(huán)境中。我們分別討論了當虛擬網(wǎng)關處理能力存在和不存在限制的情況下，云計算環(huán)境下的虛擬網(wǎng)關放置問題。針對每種限制情況，我

3、們提出了相應的算法，通過和蠻力算法的對比表明，我們的算法能得到更優(yōu)的解(更少的虛擬網(wǎng)關數(shù)量)。
　　第二，我們研究了SDN網(wǎng)絡環(huán)境下的虛擬網(wǎng)關處理能力有限制的放置問題，我們給出了利用 SDN技術帶來新的功能更好的解決虛擬網(wǎng)關在云環(huán)境中的放置策略。通過將它轉化為裝箱問題，我們給出了幾個改進的基于裝箱問題的算法。通過實驗模擬我們發(fā)現(xiàn)NF算法的運行時間最短，但得到最多的虛擬網(wǎng)關數(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)絡的一致性問題：SDN網(wǎng)絡下的網(wǎng)絡不變量一致性的驗證。我們主要側重于發(fā)現(xiàn) SDN及其核心技術 OpenFlow本身的缺陷，首先我們討論了網(wǎng)絡配置更新、網(wǎng)絡不變量和一致性的相關概念，通過實驗模擬，我們發(fā)現(xiàn)由于網(wǎng)絡可能存在的延遲，控制器程序存在對于網(wǎng)絡設備規(guī)則的下發(fā)生效的一致性問題；另外我們討論了OpenFlow對于網(wǎng)絡包處理的不一致性問題，并且分析了利用數(shù)據(jù)庫理論解決該問題的開銷。
　　最后，我們對整個文章進行了總結，并且給