شماره ركورد
34809
پديد آورنده
علي الخزعلي
عنوان
توزان بار تطبيقي و سبك وزن براي SDN چندكنترله با استفاده از بازخورد ترافيكي بلادرنگ
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شبگه هاي كامپيوتري
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/11/25
استاد راهنما
وصال حكمى
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
چكيده
با افزايش پيچيدگي و حجم ترافيك در شبكههاي امروزي، شبكههاي مبتني بر نرمافزار (SDN) بهتدريج جايگزين شبكههاي سنتي ميشوند. SDN با جداسازي صفحه كنترل از صفحه داده، انقلابي در معماريهاي سنتي شبكه ايجاد كرده و كنترل متمركز و برنامهپذيري را امكانپذير ساخته است. بااينحال، استقرارهاي اوليه SDN كه بر يك كنترلكننده متمركز واحد متكي هستند، با محدوديتهاي مهمي از جمله تنگناهاي مقياسپذيري، افزايش تأخير صفحه كنترل و آسيبپذيري در برابر نقاط شكست تكي مواجه ميباشند. براي كاهش اين چالشها، معماريهاي SDN چندكنترلكنندهاي پديد آمدهاند كه تحمل خطا و مديريت توزيعشده بار را بهبود ميبخشند. با اين وجود، توزيع پوياي بار ميان كنترلكنندهها همچنان يك مسئله حلنشده باقي مانده است. توزيع بار شبكه يكي از اركان بنيادين در مديريت و بهينهسازي شبكههاي مدرن محسوب ميشود. اين فناوري با توزيع هوشمندانه ترافيك ميان منابع مختلف، نقشي حياتي در افزايش كارايي، در دسترسبودن و مقياسپذيري سيستمهاي شبكه ايفا ميكند. بسياري از رويكردهاي موجود بر پيكربنديهاي ايستا يا ابتكاري متكي هستند كه به پوياييهاي بلادرنگ شبكه پاسخگو نميباشند و اين امر منجر به استفاده زيرoptimal از منابع و كاهش كارايي در هنگام افزايش ناگهاني ترافيك يا بروز خرابيها ميگردد. علاوه بر اين، اگرچه راهحلهاي مبتني بر يادگيري ماشين بهبودهاي بالقوهاي را ارائه ميدهند، اما هزينه محاسباتي بالا و همگرايي كند آنها مانع از استقرار عملي در سناريوهاي حساس به تأخير ميشود. براي مواجهه با اين چالشها، اين مطالعه يك طرح تطبيقي و سبكوزن براي توزيع بار در شبكههاي نرمافزاري چندكنترلكنندهاي ارائه ميدهد كه از بازخورد ترافيك بلادرنگ استفاده ميكند. در روش پيشنهادي، سيستم بهطور دورهاي زمان پاسخ هر كنترلكننده را به عنوان معياري از بازخورد ترافيك اندازهگيري ميكند و با مقايسه آن با يك آستانه تطبيقي، كنترلكنندههاي در معرض ازدحام را شناسايي نموده و بر اساس آن، يك استراتژي توزيع بار تطبيقي را اجرا ميكند. انتخاب آستانه تطبيقي اين امكان را ميدهد كه عمليات توزيع بار با خطاي كمتري و بر اساس رفتار شبكه انجام شود. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه روش ما اضافهبار كنترلكننده را تشخيص داده و فرآيند توزيع بار را تقريباً 4 ثانيه زودتر آغاز ميكند، در مقايسه با روشهاي مشابه به انحراف بار حدود 5٪ كمتر دست مييابد و نرخ مهاجرت سوئيچ كمتري دارد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/25
عنوان به انگليسي
Adaptive and Lightweight Load Balancing for Multi-Controller SDN Using Real-Time Traffic Feedback
تاريخ بهره برداري
1/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي الخزعلي
چكيده به لاتين
With the increasing complexity and traffic volume in todayʹs networks, software-defined networks (SDN) are gradually replacing traditional networks. SDN has revolutionized traditional network architectures by separating the control plane from the data plane, enabling centralized control and programmability. However, early SDN deployments, which rely on a single centralized controller, face critical limitations, including scalability bottlenecks, increased control plane latency, and vulnerability to single points of failure. To mitigate these challenges, multi-controller SDN architectures have emerged that enhance fault tolerance and distributed load management. However, dynamic load balancing across controllers remains an unsolved problem. Network load balancing is one of the fundamental pillars in the management and optimization of modern networks. This technology plays a vital role in increasing the efficiency, availability, and scalability of network systems by intelligently distributing traffic between different resources. Many existing approaches rely on static or heuristic configurations that lack responsiveness to real-time network dynamics, leading to suboptimal resource utilization and performance degradation during traffic surges or failures. In addition, although machine learning-based solutions offer potential improvements, their high computational cost and slow convergence prevent practical deployment in latency-sensitive scenarios. To address these challenges, this study presents a lightweight adaptive load balancing scheme for multi-controller software networks using real-time traffic feedback. In the proposed method, the system periodically measures the response time of each controller as a measure of traffic feedback and, by comparing it with an adaptive threshold, identifies the controllers exposed to congestion and performs an adaptive load balancing strategy based on it. The selection of an adaptive threshold allows the load balancing operation to be performed with less error based on the network behavior. Simulation results show that our method detects controller overload and triggers the load balancing process approximately 4 seconds earlier, achieves about 5% lower load deviation, and has a lower switch migration rate compared to similar methods.
كليدواژه هاي فارسي
شبكههاي تعريفشده با نرمافزار (SDN)، , توزيع بار تطبيقي، , كنترلكننده، , بازخورد ترافيك بلادرنگ
كليدواژه هاي لاتين
Software-defined networking (SDN), , adaptive load balancing, , controller, , real-time traffic feedback
Author
Ali Alkhazaali
SuperVisor
Vesal Hakami