[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

说明书

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。该方法将软件定义网络有限控制器资源部署问题抽象化为一个图论问题，通过建立数学模型将该图论问题转化为整数线性规划问题，利用启发式近似算法对该问题进行求解的策略。

技术领域

本公开属于网络技术领域，特别涉及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。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是一种新型网络架构，是一种实现网络虚拟化的实现方式，其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

在SDN网络中，数据转发与规则控制相分离，交换机将转发规则的控制权交由控制器负责，而它仅根据控制器下发的规则对数据包进行转发。为了避免交换机与控制器频繁交互，双方约定的规则是基于流而并非基于每个数据包的。SDN网络数据平面相关技术主要体现在交换机和转发规则上。控制器是控制平面的核心部件，也是整个SDN网络体系结构中的逻辑中心。随着SDN网络规模的扩展，单一控制器结构的SDN网络处理能力受限，遇到了性能瓶颈，因此需要对控制器进行扩展。目前存在两种控制器扩展方式：一种是提高自身控制器处理能力，另一种是采用多控制器方式。

随着SDN网络的快速发展，人们的日常生活正在发生剧烈的变化，对各种网络系统安全可靠的运行的依赖越来越强烈，而这些网络服务在运行过程中经常受到自然灾害和人为事件的干扰和破坏，造成网络控制器服务生存性出现问题。因此，研究在网络受到破坏的情况下，提升SDN网络控制器服务的可生存性方法是非常具有挑战性的。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供了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。

通过上述技术方案，本方法能有效实现兼顾网络时延和负载均衡的软件定义网络控制器的最优部署，并能显著降低控制器优化部署问题的计算复杂性。在软件定义网络遭遇故障或攻击的情况下，有效提升了SDN网络控制器服务的可生存性。

附图说明

图1是本公开一个实施例中所提供的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的流程示意图；

图2是本公开一个实施例中NFSNET网络图；

图3是本公开一个实施例中NFSNET网络中各种算法作用下控制覆盖率变化比较图；

图4是本公开一个实施例中NFSNET网络中各种算法作用下网络传输效率变化比较图；

图5是本公开一个实施例中NFSNET网络中各种算法作用下控制器负载基尼系数变化比较图；

图6是本公开一个实施例中US Carrier网络图；

图7是本公开一个实施例中US Carrier网络中各种算法作用下控制覆盖率变化比较图；

图8是本公开一个实施例中US Carrier网络中各种算法作用下网络传输效率变化比较图；