Registration Number
0826U001982, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
17-07-2026
popup.evolution
o
Title
Method for building a fault-tolerant software-defined network with the possibility of dynamic traffic recognition.
Author
Dmytro M. Oboznyi,
popup.head Yurii O. Kulakov
popup.opponent Oleksandr A. Chemerys
popup.opponent Alina S. Savchenko
popup.review Iryna A. Klymenko
popup.review Oleksii O. Pysarchuk
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Дисертаційна робота присвячена розв'язанню науково-практичної задачі побудови відмовостійкої програмно-визначеної мережі з інтегрованими механізмами динамічного розпізнавання трафіку. У дослідженні обґрунтовано комплексний підхід до використання технології глибинного аналізу пакетів в інфраструктурі програмно-визначених мереж. Головною метою є розробка інноваційного методу підвищення відмовостійкості та якості обслуговування з урахуванням пріоритетності трафіку шляхом його адаптивного розподілення між існуючими каналами зв’язку.
Для досягнення мети виконано детальний аналіз сучасних підходів до управління трафіком та методів виявлення аномалій в умовах тотального використання зашифрованих даних. У межах дослідження було розроблено теоретичну модель на базі математичного апарату теорії систем масового обслуговування з обмеженим розміром буфера. Це дозволило аналітично оцінювати ймовірнісні характеристики втрат пакетів, часові затримки та загальну ефективну пропускну здатність мережі залежно від коефіцієнта завантаженості системи, який визначається як відношення інтенсивності надходження пакетів до інтенсивності їх обслуговування. Обґрунтовано доцільність комбінованого підходу, що інтегрує технологію глибинного аналізу пакетів з просунутими механізмами керування черг на основі класів та алгоритмами зваженого ймовірнісного відкидання. Об’єктом дослідження виступає багатовимірний процес розпізнавання та класифікації шифрованого трафіку у програмно-визначених мережах, а предметом – відповідні алгоритмічні методи та програмно-апаратні засоби оркестрації потоків.
Наукова новизна отриманих результатів визначається розробкою комплексу інноваційних методів оптимізації передачі даних. По-перше, вперше розроблено та науково обґрунтовано метод підвищення якості обробки мережевого трафіку з використанням синергії технології глибинного аналізу пакетів, керування чергами на основі класів та зваженого ймовірнісного раннього відкидання. На відміну від існуючих методів маршрутизації, цей підхід використовує спеціально сформовану динамічну матрицю пріоритетів, що дозволяє системі на льоту визначати пріоритетність кожного окремого потоку на основі результатів глибинного аналізу пакетів та його поведінкових характеристик.
По-друге, вперше розроблено метод розподіленої комбінованої класифікації шифрованого мережевого трафіку, спеціально адаптований для архітектури програмно-визначених мереж. Розроблений метод докорінно змінює цю парадигму за рахунок перенесення частини обчислювального навантаження з площини керування безпосередньо на площині даних та виділені зовнішні сенсори.
По-третє, набув подальшого суттєвого розвитку метод розпізнавання розподілених атак на відмову в обслуговуванні у програмно-визначених мережах. Запропонований вдосконалений метод відрізняється застосуванням складного інтегрального показника. Цей показник поєднує дані про поточний рівень завантаженості фізичного каналу з використанням ковзних статистичних порогів та механізмів гістерезису, точний клас трафіку від модуля глибинного аналізу, а також математичний показник самоподібності часових рядів – показник Херста.
Практичне значення отриманих результатів дисертаційної роботи полягає у створенні повністю працездатного програмно-апаратного комплексу, готового до впровадження в сучасні високо навантажені інфраструктури корпоративних мереж. В рамках практичної реалізації дослідження було розроблено спеціалізоване програмне забезпечення для контролеру програмно-визначеної мережі відкритої архітектури. Зокрема, було створено мережевий застосунок, який повною мірою реалізує логіку оркестрації та балансування шифрованого трафіку згідно із запропонованими алгоритмами.
Аналіз експериментальних результатів, отриманих під час тестування розробленого програмно-апаратного середовища, повністю підтверджує високу ефективність теоретичних моделей. Завдяки використанню розробленого методу керування чергами на основі класів та матриці пріоритетів, ключові показники часу обробки пріоритетного трафіку суттєво покращилися.
Таким чином, експериментально підтверджено, що попри впровадження складного поведінкового аналізу, загальні характеристики пропускної здатності мережі залишаються абсолютно сталими і не зазнають деградації.
Registration Date
2026-05-27
popup.nrat_date
2026-05-27 / 2026-08-05
