基于SDN的負(fù)載均衡和DDOS攻擊檢測技術(shù)的研究.pdf

1、目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正處于高速發(fā)展階段。伴隨著網(wǎng)絡(luò)中各種業(yè)務(wù)的爆炸式增長，用戶對網(wǎng)絡(luò)傳輸中的帶寬和速率以及安全性有了更高的要求。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議種類繁多和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較為復(fù)雜，使得網(wǎng)絡(luò)管理人員難以對網(wǎng)絡(luò)中的故障和安全問題進(jìn)行及時與有效的維護(hù)和處理。如何提高網(wǎng)絡(luò)的綜合性能、設(shè)計出能夠適應(yīng)靈活可變網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的體系架構(gòu)成為了科研人員亟待攻克的難題。近年來，軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN(Software Defined Network

2、ing)技術(shù)的提出為網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新性研究提供了新的思路和方法。
　　和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相比，SDN網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)平面和控制平面相分離。網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)只提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能，網(wǎng)絡(luò)全局的管理工作由控制器來完成。開發(fā)人員通過控制器掌握網(wǎng)絡(luò)中的各項參數(shù)，使用控制器提供的應(yīng)用層接口對網(wǎng)絡(luò)流進(jìn)行編程?？刂破魍ㄟ^下發(fā)流表的方式對網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制，可達(dá)到靈活、高效地調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源。SDN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營建立在開放式的編程基礎(chǔ)之上，不需要依靠特定的硬件設(shè)備，從而大大降

3、低了業(yè)務(wù)部署和維護(hù)成本。
　　OpenFlow協(xié)議是目前實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，它是SDN中最重要的南向開放協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在SDN網(wǎng)絡(luò)中，控制器通過OpenFlow協(xié)議與交換機(jī)進(jìn)行通信。本文概述了SDN的現(xiàn)狀與發(fā)展，介紹了SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制器以及論文實驗使用的Open vSwitch交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡孳浖﨧ininet。針對SDN網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實需求，結(jié)合了對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡和DDOS攻擊檢測技術(shù)的研究，完成的主要工作如下:

4、　　首先，在SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提出了一種基于流量的服務(wù)器負(fù)載均衡技術(shù)。針對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡技術(shù)無法對網(wǎng)絡(luò)突發(fā)情況實現(xiàn)快速反應(yīng)和動態(tài)調(diào)整等問題，本方案首先利用SDN控制器對各交換機(jī)端口的流量進(jìn)行檢測，通過z分?jǐn)?shù)法計算出整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牧魉偈Ш庵?，使用閾值判斷的方式確定網(wǎng)絡(luò)是否需要進(jìn)行負(fù)載均衡，然后通過一次指數(shù)平滑法計算出的混合流速值確定數(shù)據(jù)流重定向的服務(wù)器，最終采用SDN控制器下發(fā)流表的方式完成對流量的分流，實現(xiàn)了對服務(wù)器的負(fù)載均衡。通過

5、實驗表明，該技術(shù)不僅實現(xiàn)了對服務(wù)器流量的動態(tài)調(diào)整，而且減少了服務(wù)器之間頻繁切換的“抖動”現(xiàn)象。
　　其次，在SDN網(wǎng)絡(luò)中提出了一種基于流量特征的DDOS攻擊檢測技術(shù)。針對SDN網(wǎng)絡(luò)這種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下可能出現(xiàn)大量基于流的DDOS攻擊問題，本文將傳統(tǒng)的SVM-KNN算法通過引入Relief算法的方式進(jìn)行加權(quán)改進(jìn)，最終將改進(jìn)算法應(yīng)用到SDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行基于流量特征的DDOS攻擊檢測。通過構(gòu)建的SDN網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境進(jìn)行實驗，驗證了該算法具