Redundans i SDN: Påverkan på nätverkets overhead och failovertider vid DoS-attacker

Sammanfattning

Behovet av tillförlitliga och tillgängliga nätverk ökar i takt med att fler nätverk bygger på centraliserad styrning, vilket Software Defined Networking (SDN) erbjuder. Centraliseringen öppnar dock en sårbarhet i nätverket i form av en single point of failure. Om nätverket utsätts för överbelastningsattacker kan controllern påverkas och leda till att nätverket slutar fungera. Eftersom SDN används i kritiska samhällsinfrastrukturer som datacenter, kan ett driftstopp få allvarliga konsekvenser och leda till ekonomiska förluster. För att motverka denna svaghet, kan redundans implementeras i form av en sekundär controller. Det väcker frågor om hur mycket nätverksoverhead en sekundär controller medför samt hur lång failovertiden är under en överbelastningsattack. Syftet med detta examensarbete är att undersöka hur införandet av redundans i SDN-nätverk påverkar prestanda och återhämtningsförmåga. Undersökningen omfattar både normala nätverksförhållanden och olika former av överbelastningsattacker. För att besvara frågeställningen byggdes två SDN-topologier med emuleringsverktyget Mininet: en med redundans (sekundär controller) och en utan. Både topologierna innehöll två Open vSwitch instanser och tre klienter. Den sekundära controllern övervakade statusen på den primära controllern med olika intervall. Vid tester av failover sattes intervallet till en sekund. För att mäta nätverksoverhead användes verktygen tcpdump och Wireshark, medan failovertider loggades med hjälp av tidsstämplar i Python. För att simulera attacker användes verktyget hping3 för vanligt förekommande överbelastningsattacker. Resultatet visar att införande av sekundär controller ökar nätverksoverhead multiplikativt vid tätare övervakningsintervall samt att failovertiderna varierar beroende på attack. Det innebär att framtida implementationer av SDN-redundans bör noggrant överväga valet av övervakningsintervallet utifrån systemets krav, implementering, hårdvara och resurser.