ASSESSMENT OF LTE MAC LAYER UNDER DDOS ATTACKS

Abstract

ABSTRACT

Long-term Evolution (LTE) is a rapidly changing and evolving cellular network technology that allows users to connect to the Internet via mobile phones and other mobile devices. In the cellular LTE network, it is important to manage network traffic and to distribute network resources fairly and efficiently between users. In addition, providing security on the LTE network is an important factor in uninterrupted service quality. Network bandwidth is used uselessly by distributed denial-of-service attacks on cellular networks, mobile devices using the network cannot receive service, and network disconnections cause the network to be disabled.

Scheduling algorithms used in the MAC of the cellular LTE network make an important contribution to network security by performing functions such as data transfer and controlling the cellular radio source. The performance of MAC scheduling algorithms developed for cellular LTE networks is determined by performance parameters such as end-to-end throughput, end-to-end delay, fairness index, and packet delivery rate (PDF).

In this thesis, the performance of MAC scheduling algorithms maximum throughput (MT), blind equal throughput (BET), round-robin (RR), throughput to average (TTA), and proportional fair (PF) running on the LTE MAC layer under DDoS attacks using the NS-3 network simulation platform is compared to end-to-end throughput, end-to-end delay, fairness index, and PDF parameters. According to the experimental results obtained, the TTA algorithm has performed better in ensuring network security than other algorithms

ÖZET

Uzun Vadeli Evrim (LTE), kullanıcıların cep telefonları ve diğer mobil cihazlar aracılığıyla internete bağlanmasını sağlayan, hızla değişen ve dönüşen hücresel bir ağ teknolojidir. Hücresel LTE ağında, ağ trafiğinin yönetilmesi, ağ kaynakların kullanıcılar arasında adil ve verimli bir şekilde dağıtılması önem arz etmektedir. Ayrıca LTE ağında güvenliğin sağlanması kesintisiz servis kalitesi gereği önemli bir unsurdur. Hücresel ağlarda meydana gelen dağıtılmış hizmet reddi saldırıları ile ağ bant genişliği gereksiz olarak kullanılmakta, ağı kullanan mobil cihazlar servis hizmeti alamamakta ve ağdaki bağlantı kopmaları ağın devre dışı kalmasına neden olmaktadır.

Hücresel LTE ağının orta erişim kontörlü katmanında (MAC) kullanılan zamanlama algoritmaları veri aktarma ve hücresel radyo kaynağını kontrol etme gibi işlevleri yerine getirerek ağ güvenliğinin sağlanmasına önemli bir katkı sunmaktadır. Hücresel LTE ağları için geliştirilen MAC zamanlama algoritmalarının performansı uçtan uca verim, uçtan uca gecikme, adalet indeksi ve paket teslim oranı gibi performans parametreleri ile belirlenmektedir.

Bu tezde, NS-3 ağ simülasyon platformu kullanılarak DDoS saldırıları altında LTE MAC katmanında çalışan MAC zamanlama algoritmalarından maksimum verim (MT), kör eşit verim (BET), round-robin (RR), eşik ve zamanlama (TTA) ve orantılı adelet (PF) algoritmalarının performansı uçtan uca verim, uçtan uca gecikme, adalet indeksi ve paket teslim oranı parametrelerine göre karşılaştırılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlara göre TTA algoritması diğer algoritmalara göre ağ güvenliğinin sağlanmasında daha iyi bir performans göstermiştir.