[发明专利]一种软件定义网络控制器部署方法

权利要求书

1.一种软件定义网络控制器部署方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1、建模交换机总开销；

步骤2、建模控制器总开销；

步骤3、建模控制器与交换机连接关系限制条件；

步骤4、建模交换机匹配列表；

步骤5、建模控制器匹配列表；

步骤6、建模交换机与控制器匹配列表双向匹配限制条件；

步骤7、在满足交换机和控制器限制条件下，基于网络开销最小化确定控制器部署策略；

所述步骤2具体为：控制器总开销包括控制器间的同步开销和控制器与交换机之间的通信开销，即P_c＝P_syn+P_cs；其中控制器与交换机间的通信开销包括两种情况:(1)当交换机收到一个新的数据包时，首先会检查这个数据包的流表，看是否有与之相匹配的流表项，若无，交换机则将数据包封装在pack-in消息中，然后将消息发送给控制器，控制器收到消息后，在消息中添加新流表项后又转发给交换机；即控制器与交换机在传输消息中所花费的开销；(2)控制器处理交换机传输的流请求消息所花费分开销；控制器间的同步开销P_syn定义为其中V_c为控制器处理流消息速率；控制器与交换机之间的开销P_cs定义为其中消息在电磁波中传输的速率为V₀，控制器处理交换机传输的流请求消息所花费的时间为t_c；N表示交换机的个数，M表示控制器的个数；dmk表示第m个控制器和第k个控制器之间的最短路径；Xmk是一个二进制数，当Xmk＝1时，表示控制器m与控制器k成功相连，否则Xmk＝0；dnm表示第m个控制器和第n个交换机之间的最短路径；Xnm是一个二进制数，当Xnm＝1时，表示控制器m与交换机n成功相连，否则Xnm＝0；

所述步骤3具体为：控制器与交换机连接关系限制条件：①②③其中β是冗余因子，预防流量突发，θ代表控制器的容量；V_S为交换机流请求消息速率；

所述步骤4具体为：第n个交换机S_n的匹配列表为A(S_n)＝{C_m,...,}，C_m表示第m个控制器，应该按照max(θ*d_nm*β)原则选择控制器，同时保证控制器负载没有超过自身容量；其中交换机匹配目标需要考虑控制器的容量θ，控制器与交换机之间的最短路径d_nm以及冗余因子β这三个因素。

2.根据权利要求1所述的一种软件定义网络控制器部署方法，其特征在于：所述步骤1具体为：交换机总开销是交换机与交换机之间的通信开销；各交换机之间的通信相互独立；即d_ij表示其中交换机i与交换机j间最短路径，X_ij是一个二进制数，当X_ij＝1时，表示交换机j与交换机i成功相连，否则X_ij＝0。

3.根据权利要求1所述的一种软件定义网络控制器部署方法，其特征在于：所述步骤5具体为：第m个控制器C_m的匹配列表为B(C_m)＝{S_n,...,}，其中控制器匹配目标只需要考虑交换机流请求速率V_S，交换机的流请求速率越大，控制器与交换机之间通信开销越小。

4.根据权利要求1所述的一种软件定义网络控制器部署方法，其特征在于：所述步骤6具体为：控制器与交换机的双向匹配定义为表示交换机S_n在选择控制器C_m作为主控制器的同时控制器C_m也选择交换机S_n作为控制对象；因此，完成双向匹配需要满足以下条件：①S_n→_A(Sn)C_m；②C_m→_B(Cm)S_n；③④

5.根据权利要求1所述的一种软件定义网络控制器部署方法，其特征在于：所述步骤7具体为：在满足交换机和控制器限制条件下，基于网络开销最小化确定控制器部署策略，即Object＝min[y*P_S+(1-y)*P_c]，其中y是一个常量系数，满足,

0≤y≤1，y的值根据网络的实际情况按照比重的不同进行设置。