Централізоване управління політиками безпеки у SDN із використанням механізмів фільтрації доступу

Abstract

Кваліфікаційна робота магістра присв’ячена підвищенню рівня кібербезпеки у програмно-визначених мережах (SDN) шляхом створення моделі централізованого керування політиками безпеки та реалізації SDN-фаєрвола із перевіркою стану з’єднання. У першому розділі проаналізовано архітектурні особливості SDN, актуальні загрози та підходи до формалізації уразливостей і кількісної оцінки ризиків на основі CVSS та AHP. У другому розділі розроблено архітектуру SDN-фаєрвола із перевіркою стану з’єднання, реалізовану у вигляді розширеного скінченного автомата (SDNEFSM) з інтеграцією в протокол OpenFlow та контролер RYU. У третьому розділі проведено експериментальну оцінку ефективності запропонованого рішення у віртуалізованому середовищі з використанням Mininet та Open vSwitch, змодельовано атаки типу SYN-Flood і легітимний трафік, проаналізовано показники затримок, пропускної здатності та ефективності блокування атак. Об’єкт дослідження: процеси забезпечення мережевої безпеки у програмно-визначених мережах. Предмет дослідження: методи й засоби оркестрації політик безпеки в SDN, зокрема фаєрвол із перевіркою стану з’єднання. Мета роботи: підвищення ефективності та узгодженості керування політиками безпеки у SDN.

The master’s qualification work is devoted to improving cybersecurity in Software-Defined Networks (SDN) by developing a centralized security policy management model and implementing an SDN firewall with connection state inspection. The first section analyzes SDN architectural features, current threats, and approaches to vulnerability formalization and quantitative risk assessment based on CVSS and AHP. The second section presents the architecture of an SDN stateful firewall implemented as an extended finite state machine (SDNEFSM) integrated with the OpenFlow protocol and the RYU controller. The third section provides an experimental evaluation of the proposed solution in a virtualized environment using Mininet and Open vSwitch, including simulations of SYN-Flood attacks and legitimate traffic, with analysis of latency, throughput, and attack blocking efficiency. Object of research: network security processes in software-defined networks. Subject of research: methods and tools for security policy orchestration in SDN, including stateful firewall mechanisms. Purpose: to improve the effectiveness and consistency of security policy management in SDN.