Loading...
مکان یابی بهینه کنترلرها در شبکه SDN با نرم افزار MATLAB
در این بخش پروژه شبیه سازی مکان یابی بهینه کنترلرها در شبکه SDN با الگوریتم K-medoids و K-center در نرم افزار MATLAB به همراه داکیومنت آماده کرده ایم که در ادامه به توضیحاتی از معرفی پروژه پرداخته و فیلم و تصاویر خروجی پروژه در محیط متلب قرار داده شده است.
شبکه نرم افزار محور (SDN)
شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN) سازمان ها را تسهیل می کنند تا برنامه های کاربردی را اعمال کنند و قابلیت انعطاف پذیری را ارائه دهند، قابلیت هایی مانند ارائه مقادیر منابع شبکه که به صورت قفل با نیازهای برنامه ها و داده ها و کاهش CapEX و OPEX انجام می دهند. شبکه های SDN یک رویکرد نوآورانه برای طراحی، و مدیریت شبکه هایی است که کنترل شبکه (واحد کنترل) و فرایند حمل و نقل (واحد داده) را برای یک تجربه کاربری بهتر، جدا می کند. این تقسیم بندی شبکه مزایای متعددی را از نظر انعطاف پذیری و قابلیت کنترل در شبکه ارائه می دهد. یکی از مهم ترین موضوعات در شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN) کنترلرها هستند. وجود کنترلرهای متعدد می تواند مشکلاتی مانند قرار گیری نامناسب آنها و عدم مکان یابی گردد. در این پروژه از دو الگوریتم خوشه بندی K-medoids و K-center برای مشکل قرار دادن کنترلر در شبکه های SDN در محیط نرم افزار متلب استفاده شده و سعی بر آن است که با استفاده از این الگوریتم ها به قرارگیری دقیق کنترلرها در شبکه و همچنین فاصله آنها تا سوئیچ ها برای مقیاس پذیری بیشتر و امنیت و اطمینان بیشتر در شبکه برسیم.
شکل محل قرارگیری بهینه کنترلر ۱ و ۵ در توسعه توپولوژی Internet2 OS3E
کنترل کننده ها در شبکه
در یک شبکه سنتی، نرم افزار کنترل کننده و عناصر حمل و نقل، یعنی سوئیچ ها، همه در یک جعبه یکپارچه می شود. دستورالعمل های نرم افزاری به وسیله اعمال قوانین، به عنصر حمل و نقل متصل می شود. این شبکه ها پیچیده و سخت برای مدیریت هستند زیرا که اپراتور شبکه باید هر دستگاه را به صورت جداگانه با استفاده از فرمان خاص و غیره تنظیم کند. در آنها واحد کنترل (که ترافیک شبکه را کنترل می کند) و واحد داده (به عنوان مثال دستگاه های حمل و نقل) در دستگاه های شبکه یکپارچه می شوند، انعطاف پذیری را کاهش می دهند و هیچ فرصتی برای نوآوری جدید ندارند، بنابراین افزایش زیرساخت شبکه وجود ندارد.
کنترلرها در شبکه SDN
در شبکه های SDN واحد داده از واحد کنترل جدا می شوند. به عبارت دیگر، واحد کنترل را از پایگاه داده جدا می کند. به طور کلی در یک شبکه SDN قسمت اصلی یعنی کنترلرها ،سوئیچ ها و API ها وجود دارد. وظیفه کنترلرها همان وظایف واحد کنترل در شبکه های سنتی یعنی مسیریابی بسته ها است. در SDN علاوه بر آن مدیریت شبکه به طور متمرکز را کنترلرها انجام می دهند. سوئیچ ها در SDN فقط واحد داده و حمل و نقل اطلاعات را انجام می دهند. اما رابط بین این دو واحد و در واقع رابط بین سوئیچ ها و کنترلرها یک رابط برنامه نویسی یا API می باشد. کنترلرها به طور مستقیم می تواند عناصر واحد داده را از طریق این رابط برنامه نویسی کنترل کند. پروتکل OpenFlow شناخته شده ترین API می باشد. کنترلرها می توانند قوانین مسیریابی در شبکه را از طریق مجموعه ای از ترافیک ها روی سوئیچ ها قرار دهند و در واقع مسیریابی در شبکه را بر روی آنها قرار دهند. داشتن یک کنترلر واحد در یک شبکه سودمند است، زیرا یک نمایش واحد از کل شبکه را فراهم می کند و تصمیمات (مسیریابی، امنیت، و غیره) بر اساس این دیدگاه ایجاد می شود. با این حال، داشتن یک کنترلر تنها، دارای معایبی هم است که مربوط به سربار اطلاعاتی و مقیاس پذیری می باشد. راه حل این مشکلات استفاده از کنترلرهای متعدد است. اما بودن تعداد زیاد کنترلر هم می تواند مشکلاتی به وجود آورد.
شکل خوشه بندی برای سناریوهای مختلف در توپولوژی Internet2 OS3E
یکی از این مشکلات مکان یابی کنترلرها و قرار گیری آنها در شبکه است که درست قرار نگرفتن آنها می تواند باعث ایجاد تاخیرات زیادی در شبکه گردد. با توجه به اهمیت موارد ذکر شده، در این پروژه به مکانیابی بهینه و چندهدفه کنترلرها در شبکه های SDN بر اساس الگوریتم K-medoids و الگوریتم K-center پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی با نرم افزار MATLAB نشان می دهد که روش K-medoids برای تعیین مکان مناسب برای کنترل کننده ها مناسب تر می باشد. در داکیومنت پروژه، نتایج به دست آمده از شبیه سازی تجزیه و تحلیل شده است.
تصاویری از خروجی
هیچ نظری ثبت نشده است