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2016年 第17卷 第7期

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《信息与电子工程前沿（英文）》 >> 2016年 第17卷 第7期 doi: 10.1631/FITEE.1500321

一种安全、高性能的软件定义网络多控制器体系结构

. Department of Computer Science and Technology, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China.. Science and Technology on Information Transmission and Dissemination in Communication Networks Laboratory, Shijiazhuang 050081, China.. MOE Key Laboratory for Intelligent Networks and Network Security, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China

发布日期： 2016-07-21
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摘要

控制器在软件定义网络（software-defined networking）中扮演着至关重要的角色。然而现有的SDN控制器体系结构存在单点故障隐患，即控制器资源容易被洪泛的数据流请求耗尽。此外，由于网络应用和控制器之间复杂的交换行为，数据流建立的时延也比较大。为了解决以上SDN控制器的安全和性能问题，本文提出一种名为分布式数据存储（distributed rule store，DRS）的SDN多控制器体系结构。在DRS体系结构中，控制器将网络应用预计算的流规则进行缓存，并把这些规则分布式存储在不同的控制器实例上。每个控制器仅存储其中的一部分规则，并周期性地检查其他控制器中规则的完整性。来自交换机的请求会被分配到不同的控制器进行处理，因此针对控制器的资源耗尽攻击可以被缓解。同时，当单个控制器上的规则被恶意篡改后，DRS可以及时发现并且修复被篡改的规则。本文基于Floodlight控制器对DRS进行了实现，并通过大量模拟实验对其性能进行评价。实验结果表明DRS可以有效保证分布式规则存储的一致性，且相对于已有的ONOS和Floodlight控制器，数据流建立的时间更短、吞吐量更大。

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