[发明专利]软件定义网络中集群主控制器的推选方法

权利要求书

1.软件定义网络中集群主控制器的推选方法，其特征在于，首先提出了控制器集群实现架构和功能设计方法，包括控制器集群的通信机制、数据缓存机制、数据一致性和事件通知；其次，本发明提出影响控制器性能的几个关键指标，通过对指标的分析检测，提出一种控制器性能值的计算方法；最后，本发明基于最小生成树的构造思想，提出一种控制器集群的软件定义网络架构中主控制器推选方法，并分析研判算法设计时边的容错处置、主控制器失效再推选和算法执行的时间复杂度与通信复杂度问题；本发明具体包括：

第一，控制器集群设计，一方面，控制器通过软件定义网络的南向接口向转发设备发送流表和网络管控；另一方面，控制器给上层应用程序提供若干北向接口，应用程序通过这些标准接口对底层网络进行配置和高效的资源调度，本发明主要采用控制器集群方式，控制器集群设计包括控制器集群的通信机制、数据缓存机制、通过分布式的协作关系确保全网状态的一致性设计和事件通知设计；

第二，控制器性能值计算方法，提出一种控制器性能值的计算方法，本发明控制器的性能指标包括控制器运算性能、控制器存储性能、控制器下发流表的带宽性能：控制器运算性能是控制器在收到交换机通过OpenFlow协议通道传送来的数据包信息时，具有快速查找该数据包转发路径的能力；控制器存储性能是控制器所能存储的流表和全网拓扑结构视图资源的性能；控制器带宽性能是控制器将已查找到的流表项转发给交换机的速度，控制器的带宽、控制器与交换机之间的通信信道的带宽较高时，控制器接收和下发流表的速度越快，软件定义网络的性能越高；

第三，主控制器推选方法，设计主控制器推选方法时，整个分布式网络分成多个集群，每个集群域中采用集中式控制，由主控制器集中控制该集群，在控制器集群模式下，所有控制器将消息传送到主控制器汇总，主控制器对集群中的其它控制器和交换机进行维护，主控制器推选方法是自适应过程，两种场景会执行主控制器推选方法：一是整个基于控制器集群的软件定义网络初始化时，由集群中的任一结点发起主控制器推选方法，在控制器集群内部选出最优控制器作为集群主控制器；二是网络运行过程中，集群的剩余控制器周期性的监控主控制器的工作状态，一旦发现访问不可达，则立即启动推选方法，从集群剩余的控制器中选出新的主控制器，接管已出现故障的主控制器的工作，网络运行过程中主控制器保存的数据信息周期性存储，以便主控制器失效后仍能获取主控制器失效前状态信息；根据计算得到的集群中所有控制器的性能值信息，本发明提出的主控制推选方法：基于最小生成树构造思想，分析检测获取的每个控制器的性能指标，得到每个控制器的最终性能值，推选出的主控制器即是性能值最佳的控制器。