基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法及系统，该方法包括：计算过载控制器与所有控制器的平均负载的负载差值，将过载控制器管理的每个边缘交换机作为备选交换机及与其相临的每个备选控制器形成一个备选集合；如果每个备选集合的所有备选交换机向过载控制器请求计算新流路径的负载总和小于负载差值，将被过载控制器管理的、与所有备选交换机间传输新流数量最多且直接相连的交换机加入到备选交换机中；计算备选集合中的备选交换机改为由备选控制器管理时的所有控制器的负载方差，选择负载方差最小的备选集合，将备选交换机迁移为由备选控制器来管理。该方法能够实现降低过载控制器的负载，并实现多控制器间负载均衡。实现多控制器间负载均衡。实现多控制器间负载均衡。

【技术实现步骤摘要】
基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算机网络
，尤其涉及一种基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法及系统领域。

技术介绍

[0002]软件定义网络将控制层与转发层解耦，控制平面的控制器主要完成网络数据报文转发路径计算和控制，并下发流表给数据平面的交换机。数据平面的交换机依据控制器下发的流表来转发数据。软件定义网络提供了可编程的接口，网络管理人员可以通过编程的方式根据自己具体业务来配置网络，从而灵活地管理网络。随着云计算与大数据的发展，网络规模空前增长，软件定义网络控制层的性能问题越来越受到研究人员的重视。对于小型网络来说，一般采用单一的控制器对整个网络进行集中控制。广域网中的交换机节点众多，将出现大量新流同时涌入各交换机的情况，而单一控制器处理能力有限，无法及时处理转发设备发送的大量计算新流路径请求，因此在广域网中采取多控制器架构部署软件定义网络。在流量动态变化的网络中容易导致多控制器之间负载分布不均衡的问题：部分控制器由于负载过高，处理交换机请求的速率变慢，严重影响了新流从客户端发送到服务端的时延，降低了网络的性能；而有的控制器处于空闲状态，资源被严重浪费。
[0003]现有的软件定义网络多控制的负载均衡方法主要采用将过载交换机管理的部分交换机迁移给其它控制器管理，但是没有充分考虑迁移后的软件定义网络所有控制器间的负载均衡度。面向软件定义网络所有控制器间负载均衡度的多控制器负载均衡具有重要的研究意义和实用价值。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法，包括：对计算新流路径的负载超过阈值的过载控制器，计算所述过载控制器与所有控制器的平均负载的负载差值，将所述过载控制器管理的每个边缘交换机作为备选交换机、与所述边缘交换机相临的每个控制器作为备选控制器形成一个备选集合；考虑每个备选集合，如果所述备选集合的所有备选交换机向所述过载控制器请求计算新流路径的负载总和小于所述负载差值，将被所述过载控制器管理的、与所述所有备选交换机间传输新流数量最多且直接相连的交换机加入到所述备选交换机中，直至所述所有备选交换机向所述过载控制器请求计算新流路径的负载总和不小于所述负载差值；考虑每个备选集合，计算所述备选集合中的备选交换机改为由所述备选集合中的备选控制器管理时的所有控制器的负载方差，选择负载方差最小且所述备选控制器的负载不超过阈值的备选集合，将所述备选交换机迁移为由所述备选控制器来管理。
[0006]进一步地，与所述边缘交换机相临的每个控制器，包括：
[0007]所述边缘交换机与所述相临的每个控制器管理的交换机有链路相连。
[0008]进一步地，将所述备选交换机迁移为由所述备选控制器来管理，包括：
[0009]配置过载控制器、备选交换机、备选控制器，将所述备选交换机改变为由所述备选控制器进行管理，所述备选交换机在有新流到达时，不再向所述过载控制器而是向所述备选控制器发送计算新流路径的请求，由所述备选控制器计算新流路径并向所述备选交换机下发流规则。
[0010]进一步地，该方法还包括如下一种或多种：
[0011]软件定义网络根控制器计算所有其它控制器的负载，并计算选择使负载方差最小的备选集合，完成将所述备选集合的备选交换机迁移为由所述备选集合的备选控制器管理；
[0012]软件定义网络控制器传输负载给其它控制器，由其中一个控制器计算选择使负载方差最小的备选集合，完成将所述备选集合的备选交换机迁移为由所述备选集合的备选控制器管理。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供一种基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡系统，包括：负载计算模块，用于计算软件定义网络控制器的负载；迁移选择模块，用于根据过载控制器生成备选集合，并计算选择使负载方差最小的备选集合；迁移模块，用于将选择的备选集合中的备选交换机迁移为由所述备选集合中的备选控制器管理。
[0014]进一步地，该基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡系统还包括：
[0015]负载传输模块，用于传输软件定义网络控制器负载。
[0016]第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本专利技术第一方面基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法的步骤。
[0017]第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本专利技术第一方面基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法的步骤。
[0018]本专利技术实施例提供的基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法及系统，计算出计算新流路径的负载超过阈值的过载控制器，以及过载控制器与所有控制器的平均负载的负载差值。并将过载控制器管理的每个边缘交换机作为备选交换机、与所述边缘交换机相临的每个控制器作为备选控制器形成一个备选集合。考虑每一个备选集合，如果备选集合中的所有备选交换机请求计算新流路径的负载之和小于过载控制器的负载差值，则将与备选集合中的所有备选交换机间传输新流数量最多、且直接相连的交换机加入到备选交换机中，直至所有备选交换机向所述过载控制器请求计算新流路径的负载总和不小于所述负载差值。对每一个备选集合，计算所述备选集合中的备选交换机改为由所述备选集合中的备选控制器管理时的所有控制器的负载方差。在所有备选集合中选择出负载方差最小、所述备选集合中的备选控制器的负载不超过阈值的备选集合，实现降低过载控制器的负载，并实现软件定义网络多控制器间负载均衡。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]附图1为本专利技术实施例提供的基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法流程图；
[0021]附图2为本专利技术实施例提供的基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡系统结构图；
[0022]附图3本专利技术实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]现有的软件定义网络多控制的负载均衡方法主要采用将过载交换机管理的部分交换机迁移给其它控制器管理，但是没有充分考虑迁移后的软件定义网络本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新流密度的软件定义网络控制器负载均衡方法，其特征在于，包括：对计算新流路径的负载超过阈值的过载控制器，计算所述过载控制器与所有控制器的平均负载的负载差值，将所述过载控制器管理的每个边缘交换机作为备选交换机、与所述边缘交换机相临的每个控制器作为备选控制器形成一个备选集合；考虑每个备选集合，如果所述备选集合的所有备选交换机向所述过载控制器请求计算新流路径的负载总和小于所述负载差值，将被所述过载控制器管理的、与所述所有备选交换机间传输新流数量最多且直接相连的交换机加入到所述备选交换机中，直至所述所有备选交换机向所述过载控制器请求计算新流路径的负载总和不小于所述负载差值；考虑每个备选集合，计算所述备选集合中的备选交换机改为由所述备选集合中的备选控制器管理时的所有控制器的负载方差，选择负载方差最小且所述备选控制器的负载不超过阈值的备选集合，将所述备选交换机迁移为由所述备选控制器来管理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述边缘交换机相临的每个控制器，包括：所述边缘交换机与所述相临的每个控制器管理的交换机有链路相连。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述备选交换机迁移为由所述备选控制器来管理，包括：配置过载控制器、备选交换机、备选控制器，将所述备选交换机改变为由所述备选控制器进行管理，所述备选交换机在有新流到达时，不再向所述过载...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东滨，智慧，王瑶，张伟哲，田志宏，张勖，郭昆，吴东哲，赵龙帅，李耀鸿，李家瑞，方瑞茺，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：