Path verification in software-defined networks using programmable data planes
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HAKAN BOSTAN
Danışman: ERTAN ONUR
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yazılım tanımlı ağlar, geneksel ağ mimarilerini kontrol ve veri düzlemlerini ayıra- rak ve programlanabilir mantıksal olarak merkezileştirilmiş kontrolcü tanımlayarak yenileştirmiştir. Yazılım tamımlı ağlar kapsamlı geliştirmelerin yanında bazı ağ gü- venliği problemlerine çözümler sunmasına rağmen, yazılım tanımlı ağların kendisi- nin güvenliği sıklıkla göz ardı edilmiştir. Özellikle veri düzleminin güvenliği, veri düzlemindeki cihazların güvenilir olduğu varsayımının yaygın olarak kabul edilmesi yüzünden sıklıkla göz ardı edilmiştir. Fakat, veri düzlemindeki cihazlar ele geçirile- rek davranışları değiştirilebilir. Kontrolcü, doğrulama mekanızmalarının eksikliğin- den dolayı ağ cihazlarının veri iletim biçimlerinin değişip değişmediğini ve paketle- rin ağda istenilen patikaları takip edip etmediğini doğrulayamamaktadır. Geleneksel IP ağları için üretilmiş çözümler ise yazılım tanımlı ağ yerleştirmelerine kolayca uy- gulanamamaktadır. Buna ek olarak, yazılım tanımlı ağlar için üretilmiş çözümler de veri düzleminde yaygın olarak kullanılan OpenFlow cihazlarının limitasyonları ile kı- sıtlanmaktadır. Bu çalışmada, patika doğrulama problemi tanımlanıp, yazılım tanımlı ağ ve programlanabilir veri düzleminin avantajlarını kullanarak patika doğrulaması ve paket bütünlüğü sağlayan bir kontrolcü dizaynı olan P4thV sunulmuştur. P4thV, paket bütünlüğünü ihlal eden durumları ve anormal iletim davranışlarını, ağa giren ve ağdan çıkan paketleri analiz ederek saptamaktadır. Bununla birlikte, P4thV, ağ cihaz- larinin paket iletim davaranışlarını doğrulamaktadır ve veri düzlemine karşı gerçek- leştirilen saldırıları tespit etmektedir. Python ve P4 özellikle açık kaynak kodlu BMv2 yazılımsal ağ anahtarı kullanarak P4thV'nin bir prototipi yapılmıştir. P4thV'nin per- formansı Mininet emülasyonları ile değerlendirilmiş ve sonuçlar sunulmuştur. Ayrıca, P4thV, yakın zamanda yapılmış FOCES ve SPHINX çalışmaları ile karşılaştırılmıştır. Deneylerimiz sonucunda, P4thV, 97% doğrulama doğruluğu ve yaklaşık iki kat hızlı anomali tespiti ile FOCES'ten daha iyi sonuç vermiştir. Bu performans, SPHINX'e oranla 50% daha az kontrol mesajı, ihmal edilebilir iletim gecikmesi ve sadece 10% veri hacmi kaybıyla elde edilmiştir.