[发明专利]一种软件定义网络控制器部署方法

说明书

本发明涉及一种软件定义网络控制器部署方法，属于通信网络技术领域。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。该方法可以在综合考虑交换机间的开销，控制器间的开销，控制器与交换机间的开销以及交换机和控制器的自身性能等限制条件下，优化确定SDN控制器部署策略，从而实现控制器间的负载均衡。

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，涉及一种软件定义网络控制器部署方法。

背景技术

软件定义网络(SDN)的核心理念是将控制平面与数据平面分离，通过其可编程性将底层基础设施和资源进行虚拟化表达，从而精简物理设备、提高传输效率，实现网络资源的动态按需分配。与传统网络相比，SDN控制与转发功能解耦的特性使其广泛应用在校园网，局域网等小型网络场景中，并逐步向大规模，大范围的网络应用场景过渡。

随着SDN网络在大规模应用场景的普及，性能以及带宽有限的单一控制器已经无法满足网络的需求，如何实现分布式多控制器部署成为研究的重点。多控制器部署不仅提高控制平面的可靠性，还提高了SDN网络的可扩展性。但与此同时，多控制器部署也带来了一些新的问题，比如控制器负载均衡问题，通过进一步分析可知，在网络拓扑与控制器数量已知的情况下，如何确定控制器与交换机间连接关系，如何在优化网络开销的同时保证控制器有剩余容量以便处理流量突发状况。

近年来，控制器部署问题已在国内外有相关的研究。文献[覃匡宇,黄传河,王才华等.SDN网络中受时延和容量限制的多控制器均衡部署.2016通信学报]首先利用聚类方法将控制器部署到网络中，其次利用蜂群算法优化流表建立时间和控制器间的同步时延开销，从而进一步优化控制器的部署。文献[Phemius K,Bouet M,Leguay J.DISCO:Distributed multi-domain SDN controllers.2014Network Operations andManagement Symposium.IEEE]提出一种多域的分布式控制器方案DISCO，DISCO提供轻量级且高度可控的控制器通道，利用域间和域内通信代理可动态适应异构网络拓扑，并在一定程度上应对网络中断和攻击。文献[刘邦舟,汪斌强,王文博等.一种针对大规模SDN的子域划分及控制器部署方法.2016计算机应用]在链路可靠性和控制器负载均衡的基础上利用改进的标签传播算法(LPA)将网络划分为多个子域，最后根据控制链路平均时延在子域中部署控制器。

对以上方案进行总结，可以发现有的研究只单方面考虑了控制器与交换机的性能约束，很容易导致控制平面的可靠性降低。有的研究只考虑了控制器间的消息同步开销，没有考虑交换机之间的通信开销以及控制器与交换机之间的通信开销。有的研究使用的是聚类算法部署控制器，容易导致交换机与控制器间的连接不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种软件定义网络控制器部署方法，该方法能够在综合考虑交换机间的开销，控制器间的开销，控制器与交换机间的开销以及交换机和控制器的自身性能等限制条件下，优化确定SDN控制器部署策略，从而实现控制器间的负载均衡。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种软件定义网络控制器部署方法，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；