مجله علمی  رایانش نرم و فناوری اطلاعات

مجله علمی رایانش نرم و فناوری اطلاعات

ارائه یک مدل ریاضی آگاه از حمله برای بهینه‌سازی مکان‌یابی کنترلرها و کیفیت سرویس در شبکه‌های مبتنی بر نرم‌افزار تحت حملات DDoS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسنده
گروه مهندسی کامیپوتر، دانشکده علوم پایه و فنی مهندسی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران
10.22034/jscit.2026.591041.2283
چکیده
شبکه‌های مبتنی بر نرم‌افزار با جداسازی سطح کنترل از سطح داده، انعطاف‌پذیری، برنامه‌پذیری و قابلیت مدیریت شبکه را به‌طور چشمگیری افزایش داده‌اند. با این حال، تمرکز منطق کنترل در یک یا چند کنترلر، لایه کنترل را به یکی از مهم‌ترین نقاط آسیب‌پذیر در برابر حملات محروم‌سازی از سرویس توزیع‌شده (DDoS) تبدیل کرده است. بررسی مطالعات پیشین نشان می‌دهد که بیشتر مدل‌های مکان‌یابی کنترلر، بر معیارهایی مانند کاهش تأخیر، تعادل بار یا تحمل خرابی تمرکز داشته‌اند و اثر شدت‌های مختلف حملات DDoS بر فرآیند مکان‌یابی و انتخاب کنترلرهای پشتیبان را به‌صورت هم‌زمان در نظر نگرفته‌اند. در این پژوهش، یک مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) آگاه از حمله برای تعیین همزمان تعداد، مکان و نوع کنترلرهای ساده و هوشمند پشتیبان، تخصیص سوئیچ‌ها و همبندی مش لایه کنترل ارائه شده است. این مدل علاوه بر کمینه‌سازی هزینه‌های استقرار، قیود ظرفیت پردازشی، پورت، پهنای باند و سقف تأخیر کیفیت سرویس را لحاظ می‌کند. ارزیابی مدل با ابزار AMPL و حل‌کننده IBM ILOG CPLEX در ۱۳ سناریوی عملیاتی نشان داد که با افزایش شدت حمله از سطح صفر تا سطوح ترکیبی ۱ تا ۷، تعداد کنترلرهای هوشمند مستقرشده از ۰ به ۲۸ واحد افزایش یافته و هزینه کل استقرار از ۲۳,۹۵۰ دلار در شرایط عادی به ۵۱,۵۵۰ دلار در حملات شدید سه‌گانه و نهایتاً ۱۱۷,۶۵۰ دلار در حملات چندنقطه‌ای تغییر می‌یابد. همچنین زمان حل مدل برای شبکه‌های با ۹ تا ۱۰۰ گره کاندید بین ۰.۱۲۵ تا ۸۹۳.۵ ثانیه با شکاف بهینگی ۰.۰۰٪ متغیر است. این نتایج نشان می‌دهد که مدل پیشنهادی یک خط مبنای ریاضی دقیق برای برنامه‌ریزی استراتژیک و آفلاین زیرساخت‌های SDN در مقیاس‌های کوچک و متوسط فراهم می‌سازد.
کلیدواژه‌ها


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 مهر 1405