«Тағам инженериясы және биотехнология», «Химиялық технология», "Техникалық физика және Жылу энергетикасы" және «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар» бағыттары бойынша үшінші нөмірге жарияланымдар қабылдау жабылды!

Прием публикаций на третий номер по направлениям «Пищевая инженерия и биотехнология», «Химическая технология», «Техническая физика и теплоэнергетика» и «Автоматизация и информационные технологии» закрыт!

Submissions for the third issue in the fields of “Food Engineering and Biotechnology”, “Chemical Technology”, "Technical physics and thermal power engineering" and “Automation and Information Technologies” are closed!

Preview

Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки

Расширенный поиск

МНОГОЦЕЛЕВАЯ ЭВОЛЮЦИОННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛИТИК БЕЗОПАСНОСТИ В ПРОГРАММНО-ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ СЕТЯХ (SDN) С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ TCAM И ЗАДЕРЖКИ

https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-4(20)-28

Аннотация

Статья посвящена рассмотрению задачи оптимизации политик безопасности в программно-определяемых сетях (SDN). Решение этой проблемы авторы предлагают осуществлять с помощью NSGA-II – эффективного алгоритма эволюционной оптимизации множественных целей. Изложенный подход ориентирован на достижение баланса между необходимостью жестко обеспечивать сетевую безопасность и наличием ограниченных вычислительных ресурсов. Особое внимание уделяется таким факторам, как задержки передачи данных и размер таблиц TCAM, которые оказывают существенное влияние на эффективность фильтрации трафика. На основе построенной в статье модели, включающей оценки вероятностей угроз, методики нормализации целевых функций и использования штрафных коэффициентов за конфликты правил, оптимизацию проведены по трем ключевым параметрам: риску атак, задержкам в сети и загрузке TCAM. Проведенное моделирование охватило три сценария работы сети – нормальный, смешанный и атакующий – с применением пакетов Mininet и Ryu. Взаимосравнение предложенного метода с дифференциальной эволюцией (DE) и жадным алгоритмом (Greedy) показало, что NSGA-II достигает оптимального распределения решений по фронту Парето, быстрее сходится и при этом не теряет в точности фильтрации. В статье, кроме того, представлена визуализация смены поколений, компромиссные графики и профили нагрузки. В заключении рассматриваются перспективы интеграции предложенной модели с контроллерами ONOS и OpenDaylight; кроме того, обсуждаются возможность использования гибридных решений на основе Deep Reinforcement Learning, Federated Learning и Explainable AI.

Об авторах

Б. А. Шырын
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
Казахстан

Бексұлтан Андасұлы Шырын – докторант кафедры компьютерной и программной инженерии факультета информационных технологий 

010000 Республика Казахстан, г. Астана, ул. Сатпаева, 2



Т. A. Ahanger
Университет принца Sattam Bin Abdulaziz
Саудовская Аравия

Tariq Ahamed Ahanger – доктор PhD, доцент

Королевство Саудовская Аравия, г. Эль-Хардж 



А. К. Жумадиллаева
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
Казахстан

Айнур Канадиловна Жумадиллаева – кандидат технических наук, ассоциированный профессор кафедры компьютерной и программной инженерии факультета информационных технологий 

010000 Республика Казахстан, г. Астана, ул. Сатпаева, 2



Г. Б. Бекешова
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
Казахстан

Гульвира Бауыржановна Бекешова – магистр технических наук, старший преподаватель кафедры Информационной безопасности факультета информационных технологий 

010000 Республика Казахстан, г. Астана, ул. Сатпаева, 2



Список литературы

1. Optimal controller selection and migration in large scale software defined networks for next generation IoT / M. Shahzad et al // SN Applied Sciences. – 2023. – Vol. 5, Art. 309.

2. Adaptive population-based multi-objective optimization in SDN controllers for cost optimization / А.А. Qaffas et al // Physical Communication. – 2023. – Vol. 58, Art. 102006.

3. On the (in)security of the control plane of SDN architecture: A survey / Z.A. Bhuiyan et al // IEEE Access. – 2023. – Vol. 11. – P. 91550-91582.

4. Alzahrani A.O. ML-IDSDN: Machine learning based intrusion detection system for softwaredefined network / A.O. Alzahrani, M.J.F. Alenazi // Concurrency and Computation: Practice and Experience. – 2023. – Vol. 35, Art. e7438.

5. Towards robust SDN security: A comparative analysis of oversampling techniques with ML and DL classifiers / А. Bajenaid et al // Electronics. – 2025. – Vol. 14, № 5. – Р. 995.

6. Mahadik S.S. Edge-Federated Learning-Based Intelligent Intrusion Detection System for Heterogeneous Internet of Things / S.S. Mahadik, P.M. Pawar, R. Muthalagu // IEEE Access. – 2024. – Vol. 12. – P. 81736-81757.

7. Survey of federated learning in intrusion detection / H. Zhang et al // Journal of Parallel and Distributed Computing. – 2025. – Vol. 195, Art. 104976.

8. Reinforcement learning-based SDN routing scheme empowered by causality detection and GNN / Y. He et al // Frontiers in Computational Neuroscience. – 2024. – Vol. 18, Article 1393025.

9. Explainable intrusion detection for cyber defences in the Internet of Things: Opportunities and solutions / N. Moustafa et al // IEEE Communications Surveys & Tutorials. – 2023. – P(99) 1-1.

10. Arreche O. XAI-IDS: Toward proposing an explainable artificial intelligence framework for enhancing network intrusion detection systems / O. Arreche, T. Guntur, M. Abdallah // Applied Sciences. – 2024. – Vol. 14, № 10, Art. 4170.

11. Ataa M.S. Intrusion detection in software defined network using deep learning approaches / M.S. Ataa, E.E. Sanad, R.A. El-khoribi // Scientific Reports. – 2024. – Vol. 14, Art. 29159.

12. Network intrusion detection model using wrapper-based feature selection and multi-head attention transformers / М. Umer et al // Scientific Reports. – 2025. – Vol. 15, Art. 28718.


Рецензия

Для цитирования:


Шырын Б.А., Ahanger Т.A., Жумадиллаева А.К., Бекешова Г.Б. МНОГОЦЕЛЕВАЯ ЭВОЛЮЦИОННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛИТИК БЕЗОПАСНОСТИ В ПРОГРАММНО-ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ СЕТЯХ (SDN) С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ TCAM И ЗАДЕРЖКИ. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2025;1(4(20)):238-248. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-4(20)-28

For citation:


Shyryn B., Ahanger T.A., Zhumadillayeva A., Bekeshova G. MULTI-OBJECTIVE EVOLUTIONARY OPTIMIZATION OF SECURITY POLICIES IN SOFTWAREDEFINED NETWORKS (SDN) GIVEN TCAM AND LATENCY CONSTRAINTS. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2025;1(4(20)):238-248. (In Russ.) https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-4(20)-28

Просмотров: 197

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2788-7995 (Print)
ISSN 3006-0524 (Online)
X