Security analysis of software-defined networks

Abstract

Υπάρχει ραγδαία εξέλιξη όσον αφορά τους τομείς τεχνολογιών επικοινωνιών και πληροφορίας (λόγου χάριν μεγάλα δεδομένα, τεχνητή νοημοσύνη, δικτύωση νέφους) παρουσιάζοντας πληθώρα νέων δοκιμασιών, που καλείται το διαδίκτυο να ξεπεράσει όπως πανταχού προσβασιμότητα, διαθεσιμότητα, high bandwidth, απειλές στο κομμάτι της ασφάλειας δικτύων. Παρωχημένες μέθοδοι όσον αφορά την διαχείριση των δικτύων, όπως χειροκίνητη παραμετροποίηση και διαχείριση πολλών συσκευών δεν είναι πρακτικές και επιρρεπής σε σφάλματα. Συνεπώς, καθιστώντας τις μεθόδους που προηγήθηκαν ακατάλληλες να φτάσουν πλήρως τις δυνατότητες της φυσικής υποδομής δικτύων. Μία από τις λύσεις για αυτό το ζήτημα αποτελεί το SoftwareDefined Network (SDN). Oι συσκευές δικτύου έχουν τρία πλάνα, το πλάνο διαχείρισης (υπεύθυνο για την διαχείριση, παραμετροποίηση, επίβλεψη κομματιών των συσκευών δικτύου), το πλάνο δεδομένων (περιλαμβάνει όλες τις δραστηριότητες όσον αφορά τα πακέτα, που αποστέλλονται από τους χρήστες από τις τελικές συσκευές που αποτελούν αυτό το επίπεδο) και το επίπεδο ελέγχου (υπεύθυνο για την εκτέλεση των δραστηριοτήτων του επιπέδου δεδομένων, εξαιρουμένων των δραστηριοτήτων των τελικών χρηστών). Ωστόσο, όπως θα δούμε στη δεύτερη ενότητα της διπλωματικής, η εστίαση των επιπέδων σύμφωνα με το SDN διαφέρει από τα παραδοσιακά μοντέλα δικτύου. Τα δύο πιο ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά του SDN είναι η αφαίρεση του επιπέδου ελέγχου από το επίπεδο δεδομένων και η παρεχόμενη υπηρεσία προγραμματιζόμενων εφαρμογών δικτύου. Αυτό το άρθρο θα ασχοληθεί με τις δυνατότητες του SDN, τις τελευταίες εξελίξεις, τα πιθανά οφέλη και τα μειονεκτήματα καθώς και τις εφαρμογές του στο πεδίο της κυβερνοασφάλειας σε άλλες συσκευές με βάση πρακτικά παραδείγματα.

There has been a rapid development on the communication and information technologies field (e.g. big data, artificial intelligence, cloud networking) introducing various new obstacles that the internet has to overcome such as omni-present accessibility, high availability, bandwidth, security threats. Deprecated methods in networking concerning manual configuration and management of multiple devices are incommodious and liable to errors, therefore making them unable to harness the potential of the physical network infrastructure. One of the solutions to the aforementioned issue rests within the Software-Defined Network (SDN). Network devices have three planes, the management plane (responsible for the management, configuration, supervision of the network), the data plane (involves all the activities regarding the packets sent forth by the users from end-devices that comprise this plane) and the control plane (responsible for the performance of the data plane activities, excluding the activities of the end-users). However, as we will see in the second section of the thesis, the focus of the layers according to SDN differs from the traditional network models. The two most interesting features of the SDN are the abstraction of the control plane from the data plane and the provided service of programmable network applications. This paper will dwell on the capabilities of SDN, latest developments, potential benefits, and disadvantages as well as its security implementations on other devices based on practical examples.