مدیریت و کنترل شبکه‌های بزرگ مانند شبکه های اجتماعی همیشه دردسرهای مخصوص به خود را دارد. یکی از آسان‌ترین روش‌های پیشگیری از بروز مشکلات و پیچیدگی‌های مدیریت شبکه‌های بزرگ استفاده از محصولات یک تولید کننده در تمامی قسمت‌های شبکه مورد نظر است. اتکا به یک تولید کننده، علاوه بر تحمیل هزینه‌های بیشتر (به خاطر محدودیت‌های مربوط به لایسنس و حق نام…) می‌تواند خلاقیت را از سازمان‌ها و شرکت‌ها دور کند. علاوه بر این، شبکه‌های سازمانی بزرگ و پرهزینه، این روزها تنها ابزار ممکن برای ارائه ی خدمات بهتر و ارائه نرم‌افزارهای کاربردی تر در سطح شبکه‌ها هستند.

آزمایشگاه های اجتماعی که یک بستر آزمایش شبکه های اجتماعی می باشد. با استفاده از این آزمایشگاه ها ، محققان قادرند آزمایشاتی با پروتکل های جدید و برنامه های کاربردی برای شبکه های اجتماعی در یک محیط واقعی انجام دهند. با این وجود در این بسترهای آزمایشی انجام بعضی آزمایشات مانند آزمایش روی لایه دوم شبکه مقدور نیست.

برای رسیدگی به این مشکل ما تصمیم گرفتیم سیستمی را توسعه دهیم تا به محققان آزمایشگاه های اجتماعی اجازه انجام آزمایش بر روی این لایه را نیز بدهد. علاوه بر این تصمیم گرفتیم تا با استفاده از تکنیک شبکه های نرم افزار محور به این هدف برسیم. شبکه ی نرم افزار محور دارای معماری ای است که به پژوهشگران این امکان را می دهد تا بتوانند بر روی لایه ی دوم شبکه آزمایش کنند. ما این معماری را با استفاده از پروتکلOpenFlow  که به پژوهشگران اجازه مدیریت توپولوژی های تجربی لایه دو ی خود را می دهد پیاده سازی می کنیم. برای رسیدن به این هدف با شبکه های نرم افزار محور و معماری آن آشنا می شویم سپس در طی مراحل تحقیق به ارائه ی ساختاری مناسب برای راه اندازی محیطی آزمایشگاهی برای مطالعه و آزمایش بر روی لایه ی دوم شبکه در شبکه های اجتماعی می پردازیم و در انتها به ارزیابی مدل پیشنهادی می پردازیم.

کلمات کلیدی : شبکه های اجتماعی CN ، شبکه های نرم افزار محور SDN ، شبکه های بی سیم مش WMN ، پروتکل OpenFlow

فهرست مطالب

فصل اول : مقدمه 1

1.1    مقدمه. 2

1.2    طرح مسئله. 3

1.3    ضرورت تحقیق. 3

1.4    سوالات تحقیق. 4

1.5    محدوده ی پژوهش.. 5

1.6    فرضیات تحقیق. 5

1.7    نوآوری های تحقیق. 5

1.8    ساختار پایان نامه. 6

فصل دوم : ادبیات و پیشینه ی تحقیق… 7

2.1    مقدمه. 8

2.2    زیرساخت یک شبکه. 8

2.2.1 شبکه ها ی کامپیوتری را می توان بر اساس سه ویژگی متفاوت تقسیم نمود : 9

2.2.2 تجهیزات شبکه. 12

2.3    شبکه های اجتماعی. 13

2.3.1 خصوصیات و عملکرد شبکه های اجتماعی. 16

2.4    رسانه های اجتماعی. 16

2.4.1 ویژگی های رسانه های اجتماعی. 17

2.4.2 انواع رسانه‌های اجتماعی. 17

2.5    تفاوت Social Network و Community Network. 18

2.5.1 Social networks  18

2.5.2 Community Network. 19

2.6    شبکه های ارتباط بی سیم 20

2.6.1 شبکه های مش بی سیم 21

2.6.2 نقش شبکه های بیسیم مش در شبکه های اجتماعی. 24

2.7    آزمایشگاه اجتماعی. 25

2.8    محدودیت فناوری شبکه های کنونی. 27

2.8.1 پیچیدگی های منتهی به کاهش درآمد 29

2.8.2 سیاست های متناقض… 29

2.8.3 فقدان مقیاس پذیری.. 29

2.8.4 وابستگی به فروشنده 30

2.9    شبکه های نرم افزار محور. 30

2.9.1 تاریخچه ی شبکه های نرم افزار محور. 30

2.9.2 شبکه های نرم افزار محور. 33

2.9.3 معماری SDN : 37

2.10  پروتکل OpenFlow.. 41

2.10.1 FlowTable. 44

2.10.2 Open Flow Switch. 45

2.10.3 کنترل کننده 47

2.10.4 حالت های برنامه های کنترلی OpenFlow.. 49

2.10.5 کاربرد های Open Flow.. 49

2.10.6 Openflow.. 51

2.10.7 معماری منطقی سوئیچ. 51

2.10.8 مولفه‌های جدول جریان داده 52

2.10.9 مولفه فیلدهای تطبیق داه شده ورودی یك جدول شامل فیلدهای ضروری زیر است: 53

2.10.10………………………………………………………………………….. فیلد‌های زیر ممكن است پشتیبانی شوند: 53

2.10.11………………………………………………………… مشخصات Openflow  كارهای زیر را انجام می دهد: 55

2.10.12……………………………………………………………………………………… دستورالعمل‌ها 4 نوع هستند: 55

2.10.13……………………………………………………………………………………….. خط لوله جدول جریان داده 56

2.10.14…………………………………………………………………………………….. ساختار پروتكل Openflow.. 57

2.11  مقایسه ی معماری شبکه های نرم افزار محور با معماری فعلی شبکه های کامپیوتری.. 59

2.12  موانع. 60

2.13  چالش ها 61

2.13.1 شبکه های مش بی سیم 61

2.13.2 شبکه های اجتماعی و بستر های آزمایشی شبکه های اجتماعی. 62

2.14  کار مرتبط. 63

2.14.1 SDN در شبکه های مش بی سیم 63

2.14.2 SDN در محیط های ناهمگن و روستایی. 65

2.14.3 SDN در شبکه های تلفن همراه 65

2.15  نتیجه گیری.. 66

فصل سوم : روش تحقیق 67

3.1    مرور کلی و توصیف ساختار. 68

3.1.2 تصمیم گیری.. 69

3.2    پیاده سازی معماری.. 77

3.2.1 poxy ، یک پروکسی برای کنترل کننده ی pox of. 78

3.2.2 openVswitch. 80

3.2.3 OpenDayLight 80

3.2.4 نرم افزار خارجی. 82

3.2.5 آزمایشات L2 در جامعه آزمایشگاه 84

3.3    نتیجه گیری.. 88

فصل چهارم : ارزیابی 89

4.1    مقدمه. 90

4.2    ارزیابی. 90

4.2.1 ارزیابی عملکرد 90

4.2.2 تجزیه و تحلیل عملکرد 91

4.2.3 سربار ارتباطات.. 91

4.3    بحث.. 94

4.3.1 مقابله با چالش ها 94

4.3.2 مشخصات توزیع شده در این معماری.. 96

4.4    نتیجه گیری.. 96

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات… 97

5.1    نتیجه گیری.. 98

5.1.1 محدودیت های تحقیق. 99

5.2    کارهای آتی. 100

5.2.1 تعمیم معماری ارائه شده برای شبکه های اجتماعی CN و WMN ها 101

منابع و مآخذ.. 103

 

 

فهرست جدول ها

جدول 2.1   مدل مرجع OSI به همراه پروتکل های قابل اجرا در هر لایه. 10

جدول 2.2   مدل مرجع OSI و تجهیزات SDN پیاده سازی شده بر روی این مدل. 39

جدول 2.3   پیغام های ورودی‌های جریان داده در جداول جریان داده   58

جدول 2.4   مقایسه ی معماری شبکه های نرم افزار محور با معماری فعلی شبکه های کامپیوتری. 60

 

فهرست شکل ها

شکل 2.1 ساختار اجتماعی Social Network. 19

شکل 2.2 ساختار اجتماعی Community Network. 20

شکل 2.3 ترسیمی از معماری شبکه مش…. 22

شکل 2.4 نوعی از معماری WMN   25

شکل 2.5 معماری آزمایشگاه اجتماعی 26

شکل 2.6 نگاه انتزاعی به مفهوم آزمایشگاه اجتماعی   27

شکل 2.7 معماری عمودی تجهیزات فعلی شبکه. 34

شکل 2.8 معماری افقی تجهیزات شبکه ی SDN.. 35

شکل 2.9 شمایی از SDN.. 36

شکل 2.10……………………………………………………………………………. ساختار منطقی SDN 38

شکل 2.11……………………………………………………………………………………. SDN Domain 40

شکل 2.12…………………………………………………………….. اجزای سازنده ی Open Flow 42

شکل 2.13……………………………….. نمونه ای از شبکه Openflow enabled switch 43

شکل 2.14……………………………………………………………….. فیلد های  یک  Flow Table 44

شکل 2.15………………………………………………………………………. هدر یک سوئیچ Type0 47

شکل 2.16………………………………………………………………………….. معماری منطقی سوئیچ 51

شکل 2.17………………………………………………………………………… خط لوله ی جریان داده 56

شکل 3.1 ساختار کلی معماری.. 68

شکل 3.2 استقرار OpenVswitch.. 70

شکل 3.3 استقرار کنترلر. 71

شکل 3.4 دو روش ممکن برای دستیابی به اتصالات L2.. 72

شکل 3.5 نحوه ی صحیح برقراری اتصالات رابط های شبکه ی محلی و مدیریتی… 74

شکل 3.6 بقراری اتصال با کنترل کننده. 75

شکل 3.7 استقرار پروکسی کنترلر. 76

شکل 3.8 ساختار نهایی بستر آزمایشگاهی… 77

شکل 3.9 پیاده سازی بخش های اصلی ساختار. 82

شکل 3.10 استقرار و پیاده سازی نرم افزار های کنترلر و مدیریت گره ی Confine.. 83

شکل 3.11 برقراری ارتباط با گره های جامعه توسط پروتکل و اتصالات Batman–adv. 84

شکل 3.12……………………………………………………………………… دیدگاه کاربر از توپولوژی.. 86

شکل 3.13……………………………… دیاگرام سلسله مراتبی نحوه ی گردش کار معماری.. 87

شکل 3.14………………………………………… دیاگرام همکاری نحوه ی گردش کار معماری.. 88

شکل 4.1 واسط کاربری OpenDayLight. 91

شکل 4.2 دو نقطه اصلی در ایجاد سربار های ارتباطی… 93

شکل 4.3 معماری سرور بستر آزمایشی… 93

شکل 4.4 معماری گره ی بستر آزمایشی… 94