[发明专利]一种基于网络成本优化的SDN控制器部署方法

说明书

本发明涉及一种基于网络成本优化的SDN控制器部署方法，属于通信技术领域。该方法包括：步骤1、建模SDN控制器位置部署变量；步骤2、建模控制器‑交换机关联变量；步骤3、建模控制器类型匹配变量；步骤4、建模网络成本；步骤5、建模控制器容量限制条件；步骤6、基于网络成本最小化，确定控制器部署策略。本方法综合考虑控制器位置部署、控制器‑交换机关联、控制器类型匹配及控制器容量等限制条件，优化确定SDN控制器部署策略，从而实现网络成本最小化。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于网络成本优化的SDN控制器部署方法。

背景技术

随着网络规模持续扩大和用户业务需求的快速增加，传统互联网架构僵化、管理配置难度日益增加以及网络资源利用率不足等问题日益严重。为解决当前网络架构及技术面临的问题，研究人员提出了一种新的网络体系架构，即软件定义网络(Software-DefinedNetworking，SDN)架构。SDN主要思路是通过中央控制系统将策略分发到转发设备，实现转发设备处数据流和转发路径的集中控制和管理。其核心技术OpenFlow将网络设备控制平面与数据平面进行分离，控制平面采用集中管理控制功能，通过开放的标准接口控制网络设备正确转发数据，从而实现对网络流量的有效控制和管理，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。为实现SDN逻辑集中控制需合理高效部署控制器。

文献[Bidirectional Matching Strategy for Multi-Controller Deploymentin Distributed SoftwareDefinedNetworking.2018IEEEAccess]提出一种双向匹配策略以减少控制器-交换机间的平均时延，同时保证SDN网络中无过载控制器。文献[AnEffectiveApproachtoController Placement in Software Defined Wide AreaNetworks.2018IEEE Transactions on Network and ServiceManagement(TNSM)]以控制器-交换机间总时延最小化为目标，设计一种基于簇的网络划分算法以解决SDN广域网的控制器部署问题。文献[Towards Multi-ControllerPlacementfor SDNBasedonDensityPeaksClustering.2019IEEE International Conference on Communications(ICC)]首先提出一种基于修正密度峰值聚类的方法将网络划分成多个子网络，并使用平均度和接近中心性来确保控制器位于子网络的中心，从而减少平均交换机-控制器的传播时延。上述研究未考虑控制器类型及控制器部署成本，难以实现网络成本优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于网络成本优化的SDN控制器部署方法，在该方法中，针对包含多个交换机的SDN网络场景，部署多个不同类型的控制器，建模网络成本为优化目标，在满足各限制条件的情况下，确定SDN控制器部署最优策略，实现网络成本优化。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于网络成本优化的软件定义网络SDN控制器部署方法，该方法针对包含多个交换机的SDN网络场景，部署多个不同类型的控制器，建模网络成本为优化目标，在满足各限制条件的情况下，确定SDN控制器最优部署策略，实现网络成本优化；具体包括以下步骤：

步骤1：建模SDN控制器位置部署变量；

步骤2：建模控制器-交换机关联变量；

步骤3：建模控制器类型匹配变量；

步骤4：建模网络成本；

步骤5：建模控制器容量限制条件；

步骤6：基于网络成本最小化，确定控制器部署策略。