[发明专利]一种控制器及SDN分层多控制器下的动态负载均衡方法

摘要

本发明公开了一种控制器和SDN分层多控制器下的动态负载均衡方法，控制器100包括：负载读入单元101、负载检测单元102、均衡负载计算单元103和均衡负载决策单元104；负载读入单元101用于父控制器收集各个子控制器的CPU和Memory负载信息；负载检测单元102用于检测控制器集群中出现的负载现象；均衡负载计算单元103用于求解控制器与负载连接的最优分配方案；均衡负载决策单元104用于决策均衡负载的具体方案——迁移负载或更新控制器数量。均衡负载决策单元104结束后回到负载读入单元101，重复执行。

主权项

1.一种控制器，其特征在于：包括负载读入单元(101)、负载检测单元(102)、均衡负载计算单元(103)和均衡负载决策单元(104)；负载读入单元(101)用于收集控制器下的所有子控制器的CPU负载信息和Memory负载信息，并根据CPU负载信息计算出所有子控制器的CPU负载值，根据Memory负载信息计算出所有子控制器的Memory负载值，将CPU负载值和Memory负载值分别输出至负载检测单元(102)；所述的CPU负载信息包括子控制器与其他子控制器之间的通信请求数量、子控制器接收到的负载处理请求数量，所述的Memory负载信息包括子控制器接收到的数据包数量和流表存储数量；负载检测单元(102)用于根据CPU负载值、Memory负载值、CPU超负载阈值、Memory超负载阈值、CPU低负载阈值、Memory低负载阈值、高低负载个数差占比阈值和负载不均阈值进行判断，得到所有子控制器集群下的负载情况，将负载情况输出至均衡负载计算单元(103)；所述的子控制器集群包括所有的子控制器；均衡负载计算单元(103)用于根据负载情况通过建立数学最优模型求解子控制器和子控制器下交换机间的分配方案，或将当前拓扑作为分配方案，将分配方案输出至均衡负载决策单元(104)；所述的分配方案包括增加一个子控制器以及子控制器下交换机的迁移策略、减少一个子控制器以及子控制器下交换机的迁移策略或控制器个数不变以及子控制器下交换机的迁移策略；所述的负载情况包括部分超负载、绝大数超负载、绝大数低负载、负载不均和负载正常；所述的数学最优模型具体为：数学最优模型的目标函数是：其中，ω_i＝μα_i+γβ_i,式中，ω_i表示第i个子控制器的负载值，n表示子控制器的总数；α_i表示第i个子控制器的CPU负载值，β_i表示第i个子控制器的Memory负载值，μ表示CPU负载所占总负载的比重；γ表示Memory负载所占总负载的比重，且μ+γ＝1,α_i<V_Mβ_i<U_M，其中，V_M表示子控制器的CPU超负载阈值，U_M表示子控制器的Memory超负载阈值；该目标函数的约束条件为：α<V,β<U，∑_j∈{1,n}x_i,j＝1α表示父控制器的CPU负载值；V表示父控制器的CPU超负载阈值；β表示父控制器的Memory负载值，U表示父控制器的Memory超负载阈值；x_i,j表示第i个交换机与第j个控制器的连接情况，如果第j个控制器与第i个交换机连接且控制器角色为MASTER，则x_i,j＝1，否则x_i,j＝0；其中n表示所有子控制器的总个数，m表示所有交换机的总个数；均衡负载决策单元(104)用于根据分配方案通过子控制器下交换机的迁移或更新子控制器的数量进行均衡负载，将均衡负载后的拓扑情况输出至负载读入单元(101)。