[发明专利]基于网络拓扑的SDN控制器部署方法、装置及电子设备

说明书

本发明实施例涉及网络技术领域，公开了一种基于网络拓扑的SDN控制器部署方法、装置及电子设备。通过建模SDN网络拓扑为带权无向图，且该带权无向图中每条边的权值为相应链路的链路权重，链路权重越高，对应链路的数据传输能力越差；根据割边最小原则将带权无向图划分为多个子图；确定每个子图为一个控制域，且该子图的中心位置为控制器的部署位置，中心位置的元素到该子图中其他元素的最短距离和最小。本方案能够适用于多种网络规模的多控制器位置部署的算法，较为系统地解决控制器位置部署问题。

技术领域

本发明实施例涉及网络技术领域，特别涉及一种基于网络拓扑的SDN控制器部署方法、装置及电子设备。

背景技术

软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)起源于美国斯坦福大学的Clean Slate项目组开展的Ethane项目。SDN通过控制平面和数据平面的分离，实现了对网络数据转发设备的逻辑集中控制。由多个控制器和数据转发设备(例如，openflow交换机)构成的分布式SDN网络，控制器分别管理各自控制域下的数据转发设备，底层数据转发设备的转发策略均由上层控制器制定、下发，控制器部署位置以及交换机与控制器之间拓扑关联关系将直接影响整个SDN网络性能，如何合理有效部署控制器成为SDN当前重要研究内容之一。

关于SDN控制器部署方法，目前主要以SDN控制器到数据转发设备之间的链路时延、链路带宽、链路负载等通信代价为目标确定控制器部署位置。在相关专利中，公开了一种保证时延最小的SDN网络多控制器部署方法。该方法首先对网络时延及拓扑结构进行分析，计算每个交换机到剩下所有交换机的时延，然后任意选择一个交换机作为初始的控制器部署点，再根据K-medoids算法更新该部署位置到一个新的交换机，保证到剩下所有的交换机时延最小；再选择整个网络中到控制器部署点时延最大的交换机作为另一个新的控制器部署点，根据时延对整个网络中的交换机重新分配，然后通过K-medoids算法更新每个控制器部署点；一直重复上述过程直到有K个控制器部署点。

在相关技术中，公开了一种基于时延的SDN网络多控制器部署方法，首先对网络拓扑的时延与结构进行分析，计算网络中每个交换机之间的时延以及每个节点的度，确定每个控制器可部署的交换机数目，然后根据自定义算法选择一符合条件的节点作为控制器的部署位置，确定其管理区域的所有交换机，并根据最小平均时延模型与最坏情况下最小时延模型得出最小平均时延大小与最坏情况下最小时延大小；再以同样的方法计算出符合条件的剩余结点作为另一个控制器的部署位置得出最小平均时延与最坏情况下最小时延大小；一直重复上述过程直到控制器位置部署完毕。

但是本申请的发明人发现，上述两种方案中分别存在如下缺点。

方案一缺点：

仅考虑将交换机与控制器之间时延作为网络性能优化，优化目标单一；方案中使用的K-medoids算法复杂度高，仅适用于小规模网络，而小规模网络本就是一种低时延网络(相同条件下，相较于中等规模网络、大规模网络)；方案中使用的K-medoids算法，控制器个数(算法中提到的K值)必须提前给定，且算法只对球面状网络适用，算法适用性差。

方案二缺点：

与方案一缺陷相似，方案二仅考虑将交换机与控制器之间时延作为网络性能优化，优化目标单一。方案以贪婪算法为基础，以节点的度作为质量标准，选择控制器位置。贪婪算法需遍历解空间所有可能组合，算法效率低，时间复杂度高，对中、大规模网络不适用。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种基于网络拓扑的SDN控制器部署方案，能够适用于多种网络规模的多控制器位置部署的算法，较为系统地解决控制器位置部署问题。

本发明的实施方式提供了一种基于网络拓扑的SDN控制器部署方法，包括：

建模SDN网络拓扑为带权无向图，且所述带权无向图中每条边的权值为相应链路的链路权重，所述链路权重越高，对应链路的数据传输能力越差；