Application layer processing with protocol independent switch architecture

Abstract

Bu tez, uygulama katmanı verilerini işlemek ve bir uygulama içeriğinin incelenmesini sağlamak için Protokolden Bağımsız Anahtar Mimarisi için bir çözüm araştırır ve bir yöntem önerir. Protokolden Bağımsız Anahtar Mimarisi, ağ anahtarının herhangi bir gömülü ikili kod çalıştırmadığı, bunun yerine amaca özel bir dilde yazılmış yorumlanmış bir kod çalıştırdığı ağ iletişiminde yeni bir yaklaşımdır. Bu yaklaşımın arkasındaki ana motivasyon, telekomünikasyon operatörlerinin herhangi bir ağ ekipmanı türü için bir satıcıya kilitlenmek istememeleri, tek bir ekipman üreticisi tarafından yönetilmeyen bir donanım ekosisteminde kendi ağ kodlarını geliştirmeleridir. Bu yaklaşım aynı zamanda, bir donanım anahtarının tüm bileşenleri yazılımla modellenen bir anahtarda aynı uyumlu kodu çalıştırdığı için bir ekipmanın simülasyon ortamında modellemesini kolaylaştırır. Bu tezdeki yeni teknikler, programlanabilir bir anahtarın ana işlevlerinden yararlanarak, maliyetleri düşürmek ve ağı kapsamlı bir şekilde yönetmek için bir telekomünikasyon operatörü perspektifinden istenen etkiyi yaratarak akışlı veri işlemci yazılımını ağ anahtarı yazılımıyla birleştirmeyi amaçlamaktadır. Deneysel çalışma, herhangi bir optimizasyon yapılmadan önerilen çözümün uygulama tanımlama sistemlerinin performansını 5.5'ten 47 katına çıkardığını göstermektedir.

This thesis investigates and proposes a solution for Protocol Independent Switch Architecture in order to process application layer data, enabling the inspection and processing of application content. Protocol Independent Switch Architecture (PISA) is a novel approach in networking where the switch does not run any embedded binary code for processing of network packets but rather an interpreted code written in a domain-specific language. The main motivation behind this approach is that telecommunication operators do not want to be locked in by a vendor for any type of networking equipment, develop their own networking code in a hardware environment that is not governed by a single equipment manufacturer. This approach also eases the modeling of equipment in a simulation environment as all of the components of a hardware switch run the same compatible code in a software modeled switch. The novel techniques in this thesis exploit the main functions of a programmable switch and combine the streaming data processor software to process application layer data to create the desired effect from a telecommunication operator perspective to lower down the costs, achieve desired performance and govern the network in a comprehensive manner. The results indicate that the proposed solution using PISA switches with a stream processor enables application visibility and control in an outstanding performance. The experimental study indicates that without any optimization, the proposed solution increases the performance of application identification and control systems from 5,5 up to 47 times.