[发明专利]一种考虑多种交换机迁移指标的目标控制器选取方法

权利要求书

1.一种考虑多种交换机迁移指标的目标控制器选取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取SDN网络结构并利用无向图描述，建立软件定义网络结构抽象模型，抽象模型G(S,E)，网络中的交换机集合用S表示，交换机间连接链路集合用E表示，将控制器故障类型设定为同一控制域内Master控制器与Slave控制器均发生故障的情景；

步骤2、定义交换机-控制器间的连接矩阵，用以描述幸存控制器与故障域内交换机之间的连接关系；

定义交换机-控制器时延，用以描述故障区域内的交换机通过迁移后与目标控制器建立连接后的传播时延；

定义目标控制器的资源利用率 ，用以在进行目标控制器的选择时应权衡各个控制器之间的负载状况，以实现控制层故障恢复后各控制器之间的负载均衡；

定义链路故障率，用于描述故障区域内交换机与目标控制器连接链路发生故障的可能性；

步骤3、参数化步骤2定义的交换机-控制器时延、目标控制器的资源利用率、链路故障率的指标权重，构建目标控制器选取优化模型；

步骤4、基于贪婪思想算法求解步骤3的目标控制器选取优化模型，求解最后的结果是为故障域内的交换机选取目标控制器；

步骤5、将故障域内具有相同目标控制器的交换机组成交换机列表，由控制器主动发送该交换机列表到目标控制器；

所述步骤1建立软件定义网络结构抽象模型，将控制器故障类型设定为同一控制域内Master控制器与Slave控制器均发生故障的情景，具体包括：

先将SDN网络结构利用无向图G(S,E)进行描述，网络中的交换机集合用S表示，交换机间连接链路集合用E表示，假设整个网络被划分为n个互不相交的控制域G＝(D₁...D_i...D_n)，每个控制域内仅部署一台Master控制器和一台Slave控制器，控制器集合用C＝(c₁,c’₁...c_i,c’_i...c_n,c’_n)，其中c_i代表控制域D_i内的Master控制器，c’_i代表控制域D_i内的Slave控制器，控制域D_i内Master控制器c_i控制的交换机集合S_i＝(s_i1...s_ij...s_im)，i、j为下标，i表示第i个控制器，j表示第j个交换机；s_ij表示表示控制器c_i控制的交换机集合S_i中的第j个交换机，s_im表示表示控制器c_i控制的交换机集合S_i中的第m个交换机；集合中交换机元素的数量|S_i|＝m，假设同一控制域D_i内的Master控制器c_i与Slave控制器c’_i均发生故障，此时网络中正常运行的控制器集合为C^Δ＝C\{c_i,c’_i}，网络中正常运行的控制器数量为|C^Δ|＝2n-2，其中n为网络中控制域的数量；

所述步骤2定义交换机-控制器间的连接矩阵，用以描述幸存控制器与故障域内交换机之间的连接关系，具体包括：

定义交换机-控制器连接矩阵如果则表示故障域内的交换机s_im与控制器c_j之间建立连接，即控制器c_j为故障域内的交换机s_im的目标控制器，如果则表示故障域内的交换机s_im与控制器c_j之间并未建立连接关系，

所述步骤2定义交换机-控制器时延，用以描述故障区域内的交换机通过迁移后与目标控制器建立连接后的传播时延，具体包括：

定义交换机-控制器时延F_d：交换机-控制器时延指标用于描述故障区域内的交换机s_im通过迁移后与目标控制器c_j建立连接后的传播时延，其中，d(s_im,c_j)表示故障域内交换机s_im与目标控制器c_j之间的传播时延：d(s_im,c_j)通过最短路径算法得到；

所述步骤2定义目标控制器的资源利用率，用以在进行目标控制器的选择时应权衡各个控制器之间的负载状况，以实现控制层故障恢复后各控制器之间的负载均衡，具体包括：

定义目标控制器负载F_l：考虑到控制器的负载主要是处理交换机发送的Packet-in信息，所以将控制器处理Packet-in信息的数量作为控制器负载进行建模，目标控制器c_j的负载如公式所示：

其中，表示s_im交换机迁入目标控制器c_j之前控制域内的Packet-in消息总量，表示迁入交换机s_im携带的Packet-in消息数量，设目标控制器c_j所能处理的最大Packet-in消息数量为U，目标控制器c_j的资源利用率F_λ如公式所示：