Proactive controller assignment schemes in sdn for fast recovery

Yazılım tanımlı ağ (YTA), veri ve kontrol katmanlarını birbirinden ayırmak üzere ortaya çıkan ağ paradigmasıdır. YTA'da bir denetleyici, veri düzleminin yönetiminden sorumlu olan merkezi ağ kontrol birimidir. Tipik olarak, tüm anahtar elemanlarından sorumlu olan tek bir denetleyiciye sahip büyük bir yazılım tanımlı ağ, mevcut veri yükü ihtiyaçlarının artması durumunda sistem yükünü taşımak için yeterli olmayacaktır. Bu amaçla, birden fazla denetleyiciye sahip olmak, sistemin esnekliğini arttırmakla kalmayıp, ağ denetim yükünün kontrolcüler arasında dağıtılmasını da sağlar. Birden fazla kontrolcünün olduğu YTA'larda, anahtar-denetleyici ataması çözmesi zor bir teknik problemdir. Kontrol düzleminde bir kesinti olduğunda, kontrol ve veri katmanları arasındaki kopukluk sistemde paket kaybına ve arızalara neden olabilir. Bu yüzden, sistemdeki bir kesinti durumunda hızlı ve performanslı bir kontrolcü-anahtar ataması önemli bir rol taşır. Bu tezde; denetleyici yük dağılımını, yeniden atama maliyetini ve arıza olasılığını göz önünde bulundurarak genetik algoritma kullanan; denetleyici arızalarında proaktif olan bir anahtar-denetleyici atama şeması PREF-CP'yi öneriyoruz. Tez çalışmamız sırasında, şemamızın başarımını geliştirilen benzer görevli diğer algoritmalar ile (rastgele ve açgözlü algoritmalar) karşılaştırdık. Deney sonuçları, önerilen PREF-CP şemasının, arıza olasılığı ve denetleyici yükü dağılımı açısından daha iyi başarıma sahip olduğunu göstermektedir. Software-defined networking (SDN) is an emerging networking paradigm which entails separate control and data planes. In SDN, a controller is a centralized network control entity responsible for management of the data plane. Typically, a sizeable software defined network with a single controller responsible for all forwarding elements is potentially failure-prone and inadequate for dynamic network loads. To this end, having multiple controllers improves resilience and distributes network control load. However, when there is a disruption in the control plane, a rapid and performant controller-switch assignment is critical, which is a challenging technical question. Therefore, controller-to-switch assignment and robust operation are challenging research questions, since control plane hazards such as disconnection between control and forwarding planes may lead to packet loss and failures in the system. In this thesis, we propose a proactive switch assignment scheme PREF-CP in case of controller failures using genetic algorithm considering controller load distribution, reassignment cost and probability of failure. Moreover, we compare the performance of our scheme with other algorithms developed during our thesis work, namely random and greedy algorithms. Experiment results show that our proposed PREF-CP framework has better assignment performance in terms of probability of failure and controller load distribution. 60