[发明专利]软件定义网络中鲁棒的有限控制器资源均衡部署方法

权利要求书

1.一种软件定义网络中鲁棒的有限控制器资源均衡部署方法，包括如下步骤：

S100：将软件定义网络建模为一个无向网络图，进而构建整数线性规划模型，该模型通过优化配置最小代价的控制器资源，以满足任意移除α条链路的情境下保证交换机节点能访问到控制器的比例不低于给定的控制覆盖率β；

S200：采用兼顾网络时延和负载均衡的鲁棒的启发式算法近似求解上述模型；

步骤S100的具体建模如下：

目标函数：

约束条件：

其中：

V：表示软件定义网络中节点的集合；

n：表示软件定义网络中节点的数量；

S_α：表示移除α条边的所有情境集合；

S_α：表示移除α条边的情境，s_α∈S_α；

s_b：对应移除α条边的最坏情景，s_b∈s_α；

f_j：在节点j上放置控制器的代价；

在情景s_b下，节点i连接到控制器j的时延；

β：表示给定软件定义网络的控制覆盖率；

x_j：是一个0-1变量，x_j＝1表示节点j被选择放置控制器资源，否则为0；

是一个0-1变量，表示节点i在情景s_b中是否被控制器放置节点j覆盖，如果是，则否则

所述步骤S200中的启发式算法具体包括：

S201：基于GN算法，通过添加子图规模检测进行软件定义网络的子图划分；

S202：基于所述子图，执行最小最优控制器节点位置优化部署；所述步骤S201进一步包括：

S2010：给定软件定义网络的网络图和控制覆盖率；

S2011：计算软件定义网络中所有边的边介数指标并降序排列；

S2012：移除边介数指标最大的边；

S2013：重复步骤S2011和S2012，直至移除所给定的α条边；

S2014：检查各子图的规模大小，如果最大的子图规模大于阈值，执行步骤S2015；

S2015：对最大的子图执行步骤S2011、S2012和S2014；

所述步骤S202进一步包括：

S2021：通过广度优先搜索算法在移除α条边的最坏情境下，在软件定义网络中寻找所有的不连通子图；

S2022：统计不连通子图中的节点个数；

S2023：按照不连通子图的规模降序排列；

S2024：在满足给定的控制覆盖率的基础上，选择部署控制器节点在规模较大的子图中，覆盖较多的交换机节点，形成最小配置资源集合；

S2025：在最小配置资源集合的基础上，从不连通子图规模较大的子图开始寻找配置节点效率指标e_j高的最优配置节点集合。

2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤S2014中的阈值为平均子图规模的2倍。

3.根据权利要求1所述的方法，所述步骤S2025中节点效率指标e_j定义为：

其中，n表示该软件定义网络中所有的节点个数，d_ij表示节点i和节点j之间的最短路径。

4.根据权利要求1所述的方法，所述步骤S100中控制覆盖率β定义为：

β＝n_c/n

其中，n_c表示能访问到控制器资源的控制覆盖节点数，n表示软件定义网络中所有节点总数。

5.根据权利要求1所述的方法，步骤S100的无向网络图G定义为：

G＝(V，L)，其中，V表示交换机节点集合，L表示连接交换机的链路边集合。