Ағындар кестелерін басқару арқылы SDN өткізу қабілетін оңтайландыру: салыстырмалы зерттеу және болашақ зерттеулер перспективалары
https://doi.org/10.54596/2958-0048-2025-4-166-181
Аңдатпа
Бағдарламалық-анықталатын желілер (SDN) басқаруды деректер жазықтығынан бөлу арқылы желіні басқару тәсілін өзгертті, бұл оларды икемді және бағдарламаланатын етті. Дегенмен, өткізу қабілеттілігі әлі де контроллердің кідірісімен және коммутаторлардағы мазмұн адрестеуімен (TCAM) шектелген үштік жад өлшемімен шектеледі. Ағындар кестесін қысқарту схемалары (FTRS) осы мәселесін шешу үшін қарапайым бағдарламалық шешім ұсынылады. Бұл мақалада SDN өткізу қабілеттілігін оңтайландыру қалай дамығандығы, танымал контроллерлер салыстырылып, FTRS қай жерде қолданылатындығы көрсетілген. Ryu контроллерінде FTRS енгізудің нақты нәтижелері көрсетілген, оның құны мен тұрақтылығы үшін не маңызды екендігі зерттелген және ақылды, жылдам желілер үшін машиналық оқыту мен көп контроллерлік параметрлерді пайдалану сияқты болашақ бағыттар сипатталған.
Авторлар туралы
Azizol Bin AbdullahПутра Малайзия университеті
Малайзия
Компьютерлік ғылымдар және ақпараттық технологиялар факультеті.
Md Arafat Al Mamun
Малайзия
Компьютерлік ғылымдар және ақпараттық технологиялар факультеті.
Ahmad Alauddin Ariffin
Малайзия
Компьютерлік ғылымдар және ақпараттық технологиялар факультеті.
Lili Nurliyana Binti Abdullah
Малайзия
Компьютерлік ғылымдар және ақпараттық технологиялар факультеті.
Mohd Noor Bin Derahman
Малайзия
Компьютерлік ғылымдар және ақпараттық технологиялар факультеті.
Әдебиет тізімі
1. Alizadeh, M., Edsall, T., Dharmapurikar, S., Vaidyanathan, R., Chu, K., Fingerhut, A., Lam, V. T., Matus, F., Pan, R., Yadav, N., & Varghese, G. (2014). CONGA: Distributed congestion-aware load balancing for datacenters. Proceedings of ACM SIGCOMM, 503–514.
2. Benson, T., Akella, A., & Maltz, D. (2010). Network traffic characteristics of datacenters in the wild. Proceedings of the 10th ACM Internet Measurement Conference (IMC’10), 267–280.
3. Berde, P., Gerola, M., Hart, J., Higuchi, Y., Kobayashi, M., Koide, T., Lantz, B., O'Connor, B., Radoslavov, P., Snow, W., & Parulkar, G. (2014). ONOS: Towards an open, distributed SDN operating system. Proceedings of the 3rd Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking (HotSDN), 1–6.
4. Chen, H., Guo, Y., Wu, Z., Liu, Y., & Hu, J. (2021). Entropy-aware wildcard compression for flow-table management. IEEE Transactions on Network and Service Management, 18(4), 3904–3916.
5. Curtis, A. R., Mogul, J. C., Tourrilhes, J., Yalagandula, P., Sharma, P., & Banerjee, S. (2011). DevoFlow: Scaling flow management for high-performance networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 41(4), 254–265.
6. Fernández, M., Frangoudis, P., Koutsiamanis, R. A., Dilaveroglu, S., & Tomkos, I. (2018). Performance comparison of open-source SDN controllers. Computer Communications, 128, 36–47.
7. Gao, Z., Lu, C., Zhou, H., & Lei, W. (2022). Aggregated flow-table techniques for scalable SDN. Computer Networks, 210, 108940.
8. Ghobadi, M., Sivaraman, V., Mahimkar, A., Boppana, R., & Alizadeh, M. (2020). Characterizing and optimizing distributed SDN controller coordination. IEEE Transactions on Network and Service Management, 17(3), 1644–1656.
9. Gude, N., Koponen, T., Pettit, J., Pfaff, B., Casado, M., McKeown, N., & Shenker, S. (2008). NOX: Towards an operating system for networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 38(3), 105–110.
10. He, Q., Xia, S., Sun, X., & Zhang, X. (2021). Latency-aware flow scheduling in software-defined networks. IEEE Transactions on Network and Service Management, 18(2), 1339–1353.
11. Hu, Y., Wu, J., Yang, W., & Zhang, Y. (2020). Hardware support for efficient SDN rule offloading. IEEE/ACM Transactions on Networking, 28(2), 719–733.
12. Kang, J., Li, Y., Zhang, H., & Zheng, Y. (2021). Lightweight SDN controller architecture for scalable network management. Future Generation Computer Systems, 116, 222–233.
13. Kim, H., & Feamster, N. (2013). Improving network management with SDN. IEEE Communications Magazine, 51(2), 114–119.
14. Kobayashi, M., Muraoka, Y., Shirose, Y., & Yamaguchi, N. (2014). OpenFlow channel latency issues in large-scale deployments. IEEE Communications Magazine, 52(2), 86–92.
15. Kreutz, D., Ramos, F. M. V., & Veríssimo, P. (2015). Software-defined networking: A comprehensive survey. Proceedings of the IEEE, 103(1), 14–76.
16. Leng, J., Liu, X., & Li, F. (2017). Flow-table reduction in SDN. Proceedings of the 14th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI’17), 1–13.
17. Li, J., Zhao, W., Wang, Y., & Li, Q. (2021). Lightweight machine learning for real-time SDN control. Journal of Network and Computer Applications, 194, 103224.
18. Liu, H., Hu, Y., & Wang, H. (2020). Adaptive flow classification for hybrid SDN traffic engineering. IEEE Access, 8, 198544–198554.
19. McCauley, M., Smith, D., Miller, E., & Timm, J. (2013). POX: Python-based SDN controller for rapid prototyping. Open Networking Summit (ONS), 1–6.
20. McKeown, N., Anderson, T., Balakrishnan, H., Parulkar, G., Peterson, L., Rexford, J., Shenker, S., & Turner, J. (2008). OpenFlow: Enabling innovation in campus networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 38(2), 69–74.
21. Medved, J., Varga, R., Gondzio, J., & Zimalyaev, N. (2014). OpenDaylight: Towards a model-driven SDN controller architecture. IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS), 1–6.
22. Monsanto, C., Reich, J., Foster, N., Walker, D., & Zeng, H. (2013). Composing software-defined networks. Proceedings of the 10th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI’13), 1–13.
23. Qin, X., Huang, Y., Liu, P., Jiang, S., Ma, S., & Li, Z. (2023). Flow optimization for 5G edge SDN networks with TCAM limitations. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 25(2), 901–924.
24. Shalimov, A., Petrov, I., Yegorov, I., Moiseenko, I., & Khakupov, R. (2013). Ryu SDN framework: Architecture and performance evaluation. ACM Symposium on SDN Research (SOSR), 1–6.
25. Sheikh, M., Abdullah, N. A., Hameed, S., & Wan, K. H. (2024). Comparative evaluation of open-source SDN controllers. Journal of Network and Systems Management, 32(1), 95–112.
26. Singh, A., Ong, J., Agarwal, A., Anderson, G., Armistead, A., Bannon, R., Boving, S., Desai, G., Felderman, B., & Meloy, S. (2015). Jupiter rising: A decade of datacenter network innovation. Proceedings of ACM SIGCOMM, 45(4), 183–197.
27. Tootoonchian, A., Ganjali, Y., Sherwani, J., & Firooz, M. (2012). On controller performance in software-defined networks. Proceedings of the 2nd USENIX Workshop on Hot Topics in Management of Internet, Cloud, and Enterprise Networks and Services (Hot-ICE), 1–6.
28. Trent, L. (2023). Memory efficiency of SDN controllers. Future Generation Computer Systems, 141, 356–367.
29. Tsai, Y., Huang, C., & Chang, Y. (2022). Transformer-based prediction for network traffic. IEEE Access, 10, 93465–93477.
30. Wang, X., Zhao, D., Liu, J., & Xu, Y. (2022). RL-Flow: Reinforcement learning-based flow rule optimisation in SDN. IEEE Transactions on Network and Service Management, 19(1), 91–102.
31. Wang, Y., Chen, X., Wu, Y., & Zhang, Z. (2020). Hierarchical flow aggregation for SDN. Computer Networks, 176, 107290.
32. Yang, X., Li, P., Zhao, J., & Wang, L. (2022). Dynamic flow aggregation based on field correlation in SDN data planes. IEEE Access, 10, 12498–12509.
33. Yeganeh, S. H., Tootoonchian, A., Ganjali, Y., & Sherwani, J. (2013). Kandoo: A framework for efficient and scalable offloading in SDN controllers. Proceedings of the 2nd ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking (HotSDN), 19–24.
34. Zahavi, E., & Zilberman, N. (2021). TCAM scaling challenges in modern networks. IEEE Micro, 41(2), 14–24.
35. Zhang, C., Wang, Y., Liu, X., & Chen, H. (2021). Predictive control-plane scheduling for SDN using machine learning. Computer Networks, 197, 108283.
36. Zhao, Y., Wu, Z., Wang, X., & Peng, Q. (2020). Deep reinforcement learning for intelligent SDN traffic control. IEEE Access, 8, 182010–182021.
Рецензия
Дәйектеу үшін:
Abdullah A.B., Mamun M.A., Ariffin A.A., Abdullah L.B., Derahman M.B. Ағындар кестелерін басқару арқылы SDN өткізу қабілетін оңтайландыру: салыстырмалы зерттеу және болашақ зерттеулер перспективалары. Манаш Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан университетінің Хабаршысы. 2025;(4 (68)):166-181. https://doi.org/10.54596/2958-0048-2025-4-166-181
For citation:
Abdullah A.B., Mamun M.A., Ariffin A.A., Abdullah L.B., Derahman M.B. Optimising SDN throughput via flow-table management: a comparative study and future research outlook. Bulletin of Manash Kozybayev North Kazakhstan University. 2025;(4 (68)):166-181. https://doi.org/10.54596/2958-0048-2025-4-166-181
JATS XML










