Revolutionary mobile technologies, such as high-speed packet access 3G (HSPA+) and LTE, have significantly increased mobile data rate over the radio link. While most of the world looks at this revolution as a blessing to their day-to-day life, a little-known fact is that these improvements over the radio access link results in demanding tremendous improvements in bandwidth on the backhaul network. Having said this, today's Internet Service Providers (ISPs) and Mobile Network Operators (MNOs) are intemperately impacted as a result of this excessive smartphone usage. The operational costs (OPEX) associated with traditional backhaul methods are rising faster than the revenue generated by the new data services. Building a mobile backhaul network is very different from building a commercial data network. A mobile backhaul network requires (i) QoS-based traffic with strict requirements on delay and jitter (ii) high availability/reliability. While most ISPs and MNOs have promised advantages of redundancy and resilience to guarantee high availability, there is still the specter of failure in today's networks. The problems of network failures in today's networks can be quickly but clearly ascertained. The underlying observation is that ISPs and MNOs are still exposed to rapid fluctuations and/or unpredicted breakdowns in traffic; it goes without saying that even the largest operators can be affected. But what if, these operators could now put in place designs and mechanisms to improve network survivability to avoid such occurrences? What if mobile network operators can come up with low-cost backhaul solutions together with ensuring the required availability and reliability in the networks? With this problem statement in-hand, the overarching theme of this dissertation is within the following scopes: (i) to provide low-cost backhaul solutions; the motivation here being able to build networks without over-provisioning and then to bring-in new resources (link capacity/bandwidth) on occasions of unexpected traffic surges as well as on network failure conditions for particularly ensuring premium services (ii) to provide uninterrupted communications even at times of network failure conditions, but without redundancy. Here a slightly greater emphasis is laid on tackling the 'last-mile' link failures. The scope of this dissertation is therefore to propose, design and model novel network architectures for improving effective network survivability and network capacity, at the same time by eliminating network-wide redundancy, adopted within the context of mobile backhaul networks. Motivated by this, we study the problem of how to share the available resources of a backhaul network among its competitors, with whom a Service Level Agreement (SLA) has been concluded. Thus, we present a systematic study of our proposed solutions focusing on a variety of empirical resource sharing heuristics and optimization frameworks. With this background, our work extends towards a novel fault restoration framework which can cost-effectively provide protection and restoration for the operators, enabling them with a parameterized objective function to choose desired paths based on traffic patterns of their end-customers. We then illustrate the survivability of backhaul networks with reduced amount of physical redundancy, by effectively managing geographically distributed backhaul network equipments which belong to different MNOs using 'logically-centralized' physically-distributed controllers, while meeting strict constraints on network availability and reliability

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Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-09T14:35:22Z No. of bitstreams: 1 FRATE_Marcelo-2017.pdf: 8466810 bytes, checksum: 9438c26c84ebe90cd741672c8c04d726 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-09T14:35:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FRATE_Marcelo-2017.pdf: 8466810 bytes, checksum: 9438c26c84ebe90cd741672c8c04d726 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-10-09T14:35:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FRATE_Marcelo-2017.pdf: 8466810 bytes, checksum: 9438c26c84ebe90cd741672c8c04d726 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T14:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRATE_Marcelo-2017.pdf: 8466810 bytes, checksum: 9438c26c84ebe90cd741672c8c04d726 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Não recebi financiamento / Since the emergence of the Software-Defined Networking (SDN), and, more precisely, since the development of an open interface in 2008 called OpenFlow protocol, it is being observed that this new networking paradigm is deeply remodeling the IP-protocol- based networks. It means that new mechanisms of provision services are being possible, which ensures scalability and reduces costs. Although this new paradigm has been created to centralize the control logic, there is the possibility of decentralizing it through the parceling of control tasks between two or more controllers. In this scenario, the subdivision of administrative domain in smaller subdomains in order to have each of them being controlled by one single controller has been an alternative to ensure scalability in SDN. The OpenFlow protocol allows communication among switches and controllers to another controller. However, the protocol does not define how this communication between one controller to other should be done. It is mandatory, therefore, the development of protocol independent solutions able to distribute this logic inside the same administrative domain. New proposals have been arisen, but their applications either use equal controllers or demand the development of new controllers specifically designed. This master’s research aims to offer the fundamentals to the development of an architecture here so called Orch Flow, able to receive application demands and organize them in a way it provides requested services through an OpenFlow network designed with two or more different implementation controllers. The OrchFlow architecture that is being proposed accomplishes its task through handling multiple OpenFlow controllers hierarchically and providing network access through three distinct modes: Proactive, Reactive and Hybrid. / Desde o surgimento das Redes Definidas por Software e mais especificamente à partir de 2008 com o desenvolvimento de uma interface aberta, o protocolo OpenFlow, é possível observar que este novo paradigma de redes está revolucionando as redes baseadas no protocolo IP, possibilitando a criação de novos mecanismos de aprovisionamento de serviços, garantindo a escalabilidade e reduzindo custos. Embora este novo paradigma tenha sido criado para a centralização da lógica de controle, existe a possibilidade de descentralizá-la através da divisão das tarefas de controle entre dois ou mais controladores. Neste cenário, subdividir o domínio administrativo em subdomínios menores e fazer com que cada subdomínio seja controlado por um controlador tem sido uma alternativa para garantir escalabilidade em Software-Defined Networking (SDN). O protocolo OpenFlow permite a comunicação entre switches e controladores, entretanto ele não define como deve ser feita a comunicação de um controlador para outro controlador. Faz-se necessário, portanto, o desenvolvimento de soluções independentes do protocolo, capazes de distribuir essa lógica dentro de um mesmo domínio administrativo. Neste cenário, novas propostas vão surgindo, porém as aplicações desenvolvidas ou fazem uso de controladores iguais ou são criados novos controladores especificamente para essa finalidade. Esta pesquisa de mestrado tem como objetivo o desenvolvimento de uma arquitetura, aqui denominada de OrchFlow, capaz de receber solicitações de aplicações, orquestrando as requisições a fim de prover os serviços solicitados numa rede OpenFlow com dois ou mais controladores de implementações diferentes. A arquitetura OrchFlow, desenvolvida para esta pesquisa de mestrado, realiza essa tarefa através da orquestração de múltiplos controladores OpenFlow atuando de forma hierárquica, provendo o acesso à infraestrutura da rede através de três modos distintos: o Proativo, o Reativo e o Híbrido.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6215.pdf: 2705931 bytes, checksum: f13134b07bf961a0e166ae8f6fdc0bf0 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / During the last decade, the advent of large scale processing and the need for rapid modification of computational structures have increased the popularity of Cloud Computing, particularly the Infrastructure as a Service model. Several companies have invested in infrastructure to become providers of this kind of service, whether for general public or only to supply their own business needs. This has increased the number of virtualized datacenters across the world and created a growing interest in interoperability between different providers. However, due to the lack of technology standardization, and to limitations in the current network s architecture, this interoperability is still an issue. Based on this, this research project presents an OpenFlow based network flow redirection architecture to support service continuity during the migration of applications between different IaaS providers. The tests performed show the applicability of the proposed architecture in a real network environment, having control only of the network edges, and without setting up any specific hardware. / Durante a ultima década, o advento do processamento em larga escala e a necessidade de rápida modificação de estruturas computacionais fez com que a computação em nuvem se popularizasse, em particular na forma de aprovisionamento de Infraestrutura como Serviço. Diversas companhias investiram em infraestrutura para se tornarem provedores desse tipo de serviço, seja para o publico ou para proverem recursos para seus próprios negócios. Isto aumentou o numero de centros de dados virtualizados e gerou o interesse na interoperabilidade entre os diferentes provedores. Entretanto, devido a falta de padronização de tecnologias, e devido a limitações na arquitetura das redes atuais, essa interoperabilidade ainda e um assunto em aberto. Com base nisso, o presente trabalho apresenta uma arquitetura de redirecionamento de fluxos de rede baseada em OpenFlow para o suporte a continuidade de serviço durante a migração de aplicações entre diferentes provedores de IaaS. Os testes realizados comprovam sua aplicabilidade em um cenário real, controlando apenas as bordas da rede, e sem a instalação de nenhum hardware específico.

Pessoas e organizações ao redor do globo utilizam aplicações multimídia para interação e comunicação. Existe notável crescimento de tráfego característico dessas aplicações, uma vez que há convergência de voz e dados para um modelo único de transporte. As redes de computadores, por suportar tais aplicações cadenciam desafios e oportunidades de negócios que os operadores têm aproveitado. Por outro lado, os usuários experimentam serviços com qualidades cada vez mais refinados, mesmo assim, existem aspectos que devem ser tratados para elevar a qualidade de experiência percebida pelos usuários ao consumir serviços ofertados sobre a internet. Métricas de QoS usualmente são baseadas nos usuários ou na rede, por isso, conceitos como NFV e SDN permitem aprimorar e expandir a perspectiva de oferta de uma camada de abstração para desenvolvimento de soluções flexíveis, que visam lidar com aplicações multimídia ofertadas em nuvem. Não obstante, a construção dessas soluções deve ser calcada em aspectos intrínsecos ao conceito de Internet do Futuro que preconiza soluções virtualizadas, flexíveis, convergentes, escaláveis, orientadas a contexto, seguras e melhor gerenciadas. Este trabalho propõe uma abordagem para mitigar a distância das aplicações com os recursos de rede e computação. Usualmente as aplicações desconhecem características de hardware sobre o qual elas operam; quanto a rede, mesmo com esforços em vários níveis da pilha de protocolos, desconhece especificidades das aplicações em execução. Há também dificuldade de gerenciamento global de recursos, integração de políticas e acordos de serviço entre operadores. O trabalho visa adicionar uma camada de gerenciamento para elevar os níveis de QoS para aplicações multimídia baseadas em NFV. Para realizar isso, é proposto uma entidade que atua no plano de dados e controle, capaz de orquestrar recursos de rede e de computação simultaneamente para aprimorar QoS em aplicações multimídia. A incorporação dessa entidade conquista melhoramento de QoS por meio da oferta de resiliência na comunicação fim-a-fim de entidades consumidoras dessas aplicações, provê um balanceamento de carga adequado a fim de não comprometer parâmetros de QoS como tempo de resposta, provê escalabilidade sob demanda, promove o conceito de inspeção de pacotes para segmentação de políticas de rede orientada à aplicação, finalmente realiza a separação de plano de dados e controle. A construção e experimentação da solução permitiu diminuir tempos de resposta nas aplicações multimídia; a solução reagiu adequadamente frente a cargas de trabalho heterogêneas no sentido de prover confiabilidade para garantia de QoS; também, o conceito de inspeção de pacotes foi capaz de atuar para diminuir a distância que as aplicações possuem da rede e o hardware sobre o qual elas operam. / People and organizations around the globe use multimedia applications for interaction and communication. There is notable traffic growth characteristic of these applications since there is a convergence of voice and data for a single transport model. Computer networks, because they support such applications, meet the challenges and business opportunities that operators have taken advantage of. On the other hand, users use services with increasingly refined qualities, nevertheless, there are aspects that must be addressed to raise the quality of experience for users when consuming services offered over the internet. QoS metrics are usually user-based or network-based, hence concepts such as NFV and SDN allow to improve and expand the perspective of offering an abstraction layer for the development of flexible solutions that deal with multimedia applications offered in the cloud. Nevertheless, the construction of these solutions must be based on intrinsic aspects to the Future Internet concept that advocates virtualized solutions, flexible, convergent, scalable, context-aware, secure and better managed. This dissertation proposes an approach to mitigate the distance of the applications with the resources of compute and network. Usually, the applications are unaware of the hardware characteristics on which they operate, as for the network, even with several efforts at various levels of the protocol stack, the specificities of running applications are unknown. There is also challenges of managing global resources, integrating policies and service agreements between operators. This work aims to add a management layer to raise the levels of QoS for multimedia applications based on NFV. To accomplish this, an entity that acts on the data and control plane is proposed, capable of orchestrating network and computing resources simultaneously to enhance QoS in multimedia applications. The incorporation of this entity achieves QoS improvement through resiliency in the end-to-end communication of the consumer entity of these applications, provides adequate load balancing in order to avoid compromising QoS parameters such as response time, provides on-demand scalability, improves the concept of package inspection for the segmentation of application-oriented network policies, and finally performs the separation of data and control plane. The construction and experimentation of the solution allowed to reduce response times in the multimedia applications. The solution reacted adequately to heterogeneous workloads in order to provide reliability for QoS guarantee. Furthermore, the concept of packet inspection was able to act to decrease the distance that the applications have from the network and the hardware on which they operate. / Dissertação (Mestrado)

Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / With the popularity of the Internet and the emergence of new services, it has become increasingly necessary to make a network planning, in order to ensure that each of the elements that compose it are used e ciently. Moreover, it is necessary to control and monitor the network, making sure that everything is running the way it was planned. In networks using the SDN paradigm, by introducing a network controller, is possible the separation between the data plane (hardware) and control plane (software) existing on the network devices, allowing that new protocols and technologies are implemented and tested on any network device, regardless of its manufacturer. In contrast with it, the following question arises: how to apply tra c monitoring in an SDN network ahead of his centralized control architecture without causing delays or inconsistencies? This work proposed a tra c monitoring service for SDN networks based on the OpenFlow protocol, called SDNMonitor, which aims to provide a view of network data tra c at three levels of granularity, for each port of each switch, for each flow and for each network service. Additionally, it was also proposed a load balancing service based on the use of Round-Robin and Bandwidth-Based algorithms. The experimental evaluation of these services was conducted through controlled experiments, which were generated and monitored some tra c. The results showed that the SDNMonitor service could monitor the network tra c in the three levels of granularity without impacting negatively on its operation, and that the load balancing service has been able to improve network tra c. / Com a popularidade da Internet e a emergência de novos serviços, tornou-se cada vez mais necessário fazer um planejamento da rede, com o objetivo de assegurar que cada um dos elementos que a compõem sejam utilizados de forma eficiente. Além disso, é necessário controlar e monitorar a rede, verificando se tudo está sendo executando da maneira que foi planejada. Em redes que utilizam o paradigma SDN, através da introdução de um controlador de rede, é possível a separação entre o plano de dados (hardware) e o plano de controle (software) existentes nos dispositivos de rede, permitindo que novos protocolos e novas tecnologias sejam implementadas e testadas em qualquer dispositivo de rede, independente do seu fabricante. Em contrapartida, surge o seguinte questionamento: como aplicar monitoramento de tráfego em uma rede SDN diante da sua arquitetura de controle centralizada sem causar atrasos ou inconsistências? Este trabalho propôs um serviço de monitoramento de tráfego em redes SDN baseado no protocolo OpenFlow, chamado SDNMonitor, que tem como principal objetivo prover uma visão do tráfego de dados da rede em três níveis de granularidade, por cada porta de cada switch, por cada fluxo e por cada serviço de rede. Adicionalmente, também foi proposto um serviço de balanceamento de carga, baseado na utilização dos algoritmos Round-Robin e Bandwidth-Based. A avaliação experimental destes serviços foi realizada através de experimentos controlados, onde foram gerados e monitorados alguns tráfegos. Os resultados demonstraram que o serviço SDNMonitor conseguiu monitorar o tráfego da rede nos três níveis de granularidade sem impactar de forma negativa no seu funcionamento, e que o serviço de balanceamento de carga foi capaz de melhorar o tráfego da rede.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-27T14:11:27Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Augusto da Cruz - 2014.pdf: 990265 bytes, checksum: 491a60613f98d994e59969035aa281ca (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-27T14:49:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Augusto da Cruz - 2014.pdf: 990265 bytes, checksum: 491a60613f98d994e59969035aa281ca (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T14:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Augusto da Cruz - 2014.pdf: 990265 bytes, checksum: 491a60613f98d994e59969035aa281ca (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Software Defined Networking represents a new paradigm that eases the operation, monitoring and network managing through the decoupling between the control plane and the data plane. However, in this new context, some classic solutions in the network monitoring field need to be revisited, as there are new constraints, but there are also new opportunities. In monitoring context, one strategy commonly used, mainly in high capacity networks, is the tracking of the most frequent items, also known as heavy hitters. One approach to monitoring the most frequent items consists in detecting the hierarchical heavy hitters, which allows an efficient real time monitoring. In this work, we propose and evaluate a new monitoring solution capable of online detection of hierarchical heavy hitters, using the characteristics of software defined networks, in special the OpenFlow protocol. Our proposal, combines a flexible accounting of flow rules, from OpenFlow switches, with inspection of traffic samples through a dedicated device. We evaluate our proposal in a simulated and emulated environments, both using packet traces generated artificially and also from real networks. The results show that our proposal has satisfactory accuracy and low convergence time in comparison to a previous solution to OpenFlow networks, in addition to identify heavy hitters in two dimensions. / As Redes Definidas por Software representam um novo paradigma que flexibiliza a operação, o monitoramento e a gerência de redes através do desacoplamento entre o plano de controle e o plano de dados. No entanto, nesse novo contexto, algumas soluções clássicas da área de monitoramento de redes precisam ser revistas, pois há novas restrições, mas também novas oportunidades. No contexto de monitoramento, uma estratégia comumente utilizada, sobretudo em redes de alta capacidade, é o acompanhamento dos itens mais frequentes, também conhecidos como heavy hitters. Uma das abordagens para monitoramento dos itens mais frequentes consiste em detectar as agregações hierárquicas de fluxos, a qual possibilita realizar um monitoramento eficiente em tempo real. Neste trabalho, propomos e avaliamos uma nova solução de monitoramento capaz de detectar de maneira online as agregações hierárquicas de fluxos, utilizando características de redes definidas por software, em especial do protocolo OpenFlow. Nossa proposta, combina uma contabilização flexível de regras de fluxos, proveniente dos comutadores OpenFlow, com uma inspeção de amostras de tráfego através de um dispositivo dedicado. Avaliamos nossa proposta em ambientes simulado e emulado, utilizando traces de pacotes gerados artificialmente e também de redes reais. Os resultados mostram que nossa proposta possui uma acurácia satisfatória e baixo tempo de convergência em comparação a uma solução anterior para redes OpenFlow, além de identificar heavy hitters em duas dimensões.

As redes ópticas têm evoluído de forma contínua dentro de um paradigma de aumento das taxas de transmissão e extensão dos enlaces, devido à demanda crescente de banda em função do crescimento do tráfego da Internet. Além disso, atualmente, diversas propostas vêm sendo implementadas visando torná-las mais dinâmicas e flexíveis. Uma destas propostas que atualmente está no âmbito de pesquisa e desenvolvimento refere-se às redes ópticas definidas por software (Software Defined Optical Network, SDON). Nas SDONs, o plano de controle é desacoplado do plano de encaminhamento de dados possibilitando que controladores remotos configurem em tempo real diversos parâmetros dos canais ópticos, tais como a taxa de transmissão, o formato de modulação, a largura do espectro, entre outros. Nestas redes, o sistema de controle torna-se bastante complexo, uma vez que diversos parâmetros têm que ser ajustados de forma dinâmica e autônoma, ou seja, com a mínima intervenção humana. O emprego de técnicas de inteligência computacional em tal controle possibilita a configuração autônoma dos parâmetros dos equipamentos com base em dados coletados por monitores de rede e o aprendizado, a partir de eventos passados, visando a otimização do desempenho da rede. Esta arquitetura de controle constitui um novo paradigma na evolução das redes ópticas, as denominadas Redes Ópticas Cognitivas. A escolha de uma técnica de inteligência computacional adequada para tomada de decisão em redes ópticas é importante para se obter vantagens no uso da cognição. Esta técnica deve possibilitar o aprendizado e ainda minimizar a complexidade computacional, uma vez que a configuração dos parâmetros da rede deve ocorrer em tempo real. Neste contexto, esta tese investiga o uso do algoritmo de agrupamento Fuzzy C-Means (FCM) para aprendizado e tomada de decisão em redes ópticas flexíveis de próxima geração. FCM possibilita a geração automática de regras com base na experiência adquirida no meio de operação (aprendizado) e a tomada de decisão a partir destas regras. Uma comparação de desempenho entre os algoritmos FCM e CBR (Case-Based Reasoning) é apresentada. O algoritmo CBR foi escolhido para esta comparação devido a ter sido utilizado recentemente, com sucesso, em redes ópticas cognitivas. Por fim, um conceito de rede óptica cognitiva é apresentado. / Optical networks have evolved continuously increasing the transmission rate and the extension of links due to the increased bandwidth consuming. Moreover, currently, several proposals are under development to make the next generation optical network more dynamic and flexible. The term \"flexible\" refers to the ability of dynamically adjust the parameters of the optical network such as modulation format, transmission rate, optical bandwidth and others, according with the quality of transmission of each lightpath. In this scenario, a Software Defined Optical Network (SDON) emerges as a new optical network paradigm, where the control plane is decoupled from the data plane, enabling remote controllers to configure network equipment from different hardware vendors, which allows a degree of software programmability to the network. In SDON, the control plane needs to include functionalities to operate autonomously, i.e, with minimal human intervention. The use of the computational intelligence techniques in such control plane enables the autonomous operation and learning based on past events, in order to optimize the network performance. This architecture represents a new paradigm in the evolution of optical networks, resulting in so-called Cognitive Optical Networks. The choice of a computational intelligence technique for learning and decisionmaking in such optical networks is essential to bring advantages with the use of cognition. This technique should minimize the computational complexity, since the configuration of the network parameters must occur in real time.In this context, this thesis investigates the use of Fuzzy C-Means clustering algorithm (FCM) for learning and decision-making in the software defined optical networks context. FCM enables the automatic generation of rules, based on the experience gained during the network operation. Then, these rules are used by the control plane to take decisions about the lightpaths\' configuration. A comparison of performance between the FCM and the CBR (Case-Based Reasoning) algorithm. CBR algorithm was chosen because it has been successfully used in cognitive optical networks. Finally, we propose a concept for optical cognitive network.

Submitted by Patrícia Cerveira (pcerveira1@gmail.com) on 2017-06-07T20:29:49Z No. of bitstreams: 1 Henrique_Fernandes Dissertação.pdf: 2826928 bytes, checksum: f7388a5396e90a8444a4aac05feada53 (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca da Escola de Engenharia (bee@ndc.uff.br) on 2017-07-03T14:05:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Henrique_Fernandes Dissertação.pdf: 2826928 bytes, checksum: f7388a5396e90a8444a4aac05feada53 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T14:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Henrique_Fernandes Dissertação.pdf: 2826928 bytes, checksum: f7388a5396e90a8444a4aac05feada53 (MD5) / Os Sistemas de Detecção e Prevenção de Intrusão são fundamentais para a segurança da rede de computadores, inspecionar o tráfego da rede em tempo real em busca de intrusos para garantir uma rede confiável é um dos seus papéis. Porém a falta de integração com os ativos da rede é um dos principais fatores que limitam sua atuação. O conceito de Redes Definidas por Software visa diminuir a falta de integração entre os ativos de rede devido a separação do plano de dados do plano de controle. Diante da limitação da integração entre os ativos de redes e os Sistemas de Detecção e Prevenção de Intrusão, o presente estudo propõe, desenvolve e demonstra o IDSFlow, um modelo de integração de sistemas de detecção de intrusão em redes definidas por software. Para validar o IDSFlow, foram realizados testes utilizando o Openflow, o Mininet, CPqD e o Snort. Os resultados obtidos pelos algorítimos desenvolvidos e apresentados mostram a capacidade de integração proposta, é possível verificar a viabilidade de utilizar as regras já existentes e funcionais para o Snort assim como utilizar o histórico de utilização da rede para aumentar a efetividade da detecção e dos bloqueios de intrusos. / Intrusion Detection and Prevention Systems are fundamental to the network security, to inspect the traffic in real time seeking intruders to ensure a reliable network is one of it’s roles. However the lack of integration between the network equipments, is one of the biggest factors to limit its operations. The concept of Software Defined Networks aims to reduce the lack of integration among network assets due to the separation of the data plan from the control plan. Given the limitation of integration between networks assets and Intrusion Detection and Prevention Systems, the present study proposes, develops and demonstrates IDSFlow, an integration model of intrusion detection systems in softwaredefined networks. To validate IDSFlow, tests were run using Openflow, Mininet, CPqD and Snort. The results obtained by the algorithms developed and presented show the proposed integration capacity, it is possible to verify the feasibility of using the existing and functional rules for Snort as well as to use the network usage history to increase the effectiveness of intrusion detection and block.

隨著物聯網這個萬物連網的概念順勢推動智慧家庭在市場裡蓬勃發展，可預期未來ISP(Internet Service Provider)業者勢必面臨大量智慧家庭中各種不同應用服務互相競爭頻寬資源的情況，甚至遇到網路滿載壅塞時造成應用服務不堪使用的情形。 為改善上述問題，本文以ISP業者管理智慧家庭中眾多的物聯網設備為情境，透過軟體定義網路 (Software Defined Network，SDN)進行頻寬排程配置，排程演算法以可兼顧公平性(fairness)、時間延遲(delay)及應用服務優先權(service priority)的A-MLWDF (Adaptive Modified Largest Weighted Delay First) [7]演算法，確保優先配置頻寬給智慧家庭中優先權較高、時效較為急迫的流量，以降低應用服務的延遲來提升智慧家庭網路之服務品質(Quality of Service，QoS)。 本研究透過OMNet++模擬器建構SDN環境與傳統環境中有眾多物聯網設備之智慧家庭。家中物聯網設備包含M2M (Machine to Machine)和非M2M(non Machine to Machine)裝置，以提供各種智慧家庭應用服務。我們透過SDN架構進行頻寬配置，達到集中式管控家中的頻寬資源，其中排程演算法包括PF、MLWDF、A-MLWDF。實驗結果顯示，以上排程演算法雖然於SDN環境下在公平性與抖動率表現並不顯著，公平性約改善1.6%及抖動率約降低1%左右，但在產能與延遲方面表現較為顯著，能有效提高產能約52%，及降低延遲約 52%。 / With the concept of IoT (Internet of Things) spread rapidly, it is the opportunity to promote smart homes in the expanding market. We can see that the future ISP (Internet Service Provider) has to face a large number of smart homes having bandwidth competition in a variety of different applications and causing application services unavailable due to network congestion.     In order to resolve the above problems, we propose that each ISP (Internet Service Provider) has to manage a large number of IoT devices in a smart home to performs bandwidth scheduling through Software Defined Network (SDN). We choose to use A-MLWDF scheduling algorithm (Adaptive Modified Largest Weighted Delay First) [7] which considers fairness, delay and service priority. A-MLWDF is able to ensure services of higher priority and emergent traffic be allocated bandwidth earlier and greatly reduce delay and thus effectively enhance Quality of Service (QoS) of smart homes.     In this research, we implement a SDN environment by using OMNet++ to simulate the bandwidth competition among smart homes with IoT devices. The IoT devices consists of M2M (Machine to Machine) and non-M2M (non Machine to Machine) devices which offer a variety of intelligent home application services. We configure the bandwidth allocation under SDN control. The scheduling algorithms include PF, MLWDF and A-MLWDF. When the network traffic is congested, SDN can significantly increase throughput and reduce latency compared to traditional network management. The experimental results show that above scheduling algorithms using SDN environment having no significant performance improvements in fairness and jitter. The fairness increases around 1.6% and the jitter reduces around 1%. However, it shows significant improvement on throughout and delay. The throughput increases around 52% and the delay reduces around 52%.