一种降低管理负载开销的SDN多控制器部署方法技术

本发明专利技术公开了一种降低管理负载开销的SDN多控制器部署新方法，属于软件定义网络(SDN)技术领域。其特征是采用将软件定义网络(SDN)控制器的管理负载作为决策变量，构建关于控制器管理负载的数学模型。提出了将原SDN网络多控制器部署问题抽象化为一个图论问题，通过建立数学模型将该图论问题转化为整数线性规划问题，利用近似算法对该NP-难问题进行求解的策略。本发明专利技术在构建多控制器部署问题的数学模型的过程中，创新性地将网络性能与SDN控制器的管理负载一并纳入考量，能够针对不同SDN网络提供有效的部署方案，实现对多控制器数量的合理选取以及有效部署，保证SDN网络在满足一定网络性能且最小代价的情况下正常、有效运行。

【技术实现步骤摘要】
一种降低管理负载开销的SDN多控制器部署方法
本专利技术属于软件定义网络(SDN)
，涉及一种降低管理负载开销的SDN多控制器部署方法。
技术介绍
随着网络规模的急剧膨胀和新技术新应用的不断涌现，传统网络体系结构和设计理念逐渐暴露出严重不足，为了打破网络体系结构的封闭性，促进网络体系结构的开放，为网络功能的创新奠定基础，软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)的思想应运而生。为了将网络功能开放给上层应用，SDN将网络设备的逻辑控制平面与数据转发平面分离开来，并采用集中控制的方式实现网络设备的可编程性。相比传统网络，SDN简化了网络管理和配置操作，降低了网络核心设备的复杂性，提高了网络控制和管理的灵活性，增强了对网络新技术、新协议的支持能力，缩短了网络功能创新的周期。除了OpenFlow交换对网络数据转发能力产生影响外，为SDN网络中所有OpenFlow交换产生数据转发规则的集中式控制器可扩展性对网络转发性能更是起着决定作用。尽管它被称为慢速路径(slowpath)，可当网络达到一定规模或用户并发访问突然增加时，控制器若无法对大量OpenFlow交换的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低管理负载开销的SDN多控制器部署方法，其特征在于以下步骤：(一)分析网络拓扑结构a.分析网络的拓扑结构，将多控制器部署问题抽象化为一个图论问题，即将整个网络抽象为一个无向图；b.提出一种新的度量，用来反映控制器管理负载，管理负载主要包括控制器处理请求的代价和安装规则的代价等，并以此作为决策变量；(二)构建相关数学模型控制器的管理负载作为决策变量；由决策变量和所要达到目的之间的函数关系确定目标函数；根据决策变量以及最终目标确定将最小化管理负载作为目标函数；由决策变量所受的限制条件确定决策变量所要满足的约束条件；将满足一定阀值的网络延迟以及有限的控制器的处理能力作为约束条件；将多控制器部署...

【技术特征摘要】
1.一种降低管理负载开销的SDN多控制器部署方法，其特征在于以下步骤：(一)分析网络拓扑结构a.分析网络的拓扑结构，将多控制器部署问题抽象化为一个图论问题，即将整个网络抽象为一个无向图；b.提出一种新的度量，用来反映控制器管理负载，管理负载包括控制器处理请求的代价和安装规则的代价，并以此作为决策变量；(二)构建相关数学模型控制器的管理负载作为决策变量；由决策变量和所要达到目的之间的函数关系确定目标函数；根据决策变量以及最终目标确定将最小化管理负载作为目标函数；由决策变量所受的限制条件确定决策变量所要满足的约束条件；将满足一定阈值的网络延迟以及有限的控制器的处理能力作为约束条件；将多控制器部署问题抽象化为一个图论问题，然后在给定的k个控制器中选择控制器，并将这些控制器与无向图中的交换机相连接，其中k值等于集合C中的控制器节点总数；假设整个网络抽象为拓扑图G，S为网络中交换机的集合，C为网络中控制器的集合，设定单位时间内从网络中交换机i转发到控制器的流数为fi，其中i的最大值不能超过交换机的数量，fi值是一个大于0的整数，设流在交换机i与控制器j之间的最短路径上的传播代价为dij，那么由此得到该优化问题的目标函数为min∑i∈S∑j∈Cfixijdij，其中xij表示交换机i与控制器j是否相连接，是为1，否为0，j的最大值不能超过控制器数量，设定一个阈值为δ，δ是一个大于0的实数，dij的值大于0且小于阈值δ；对于该多控制器部署优化问题，目标就是在k个控制器中选取合适数量的控制器，从而使得网络中使用的控制器的管理负载最小；要求对于和都有xijdij≤δ，即要求网络延迟的值不大于阈值δ；引入控制器能力描述，定义U＝<u1，u2，...u|C|>为控制器单位时间内的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克秋，陆骏，齐恒，喻海生，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21