[发明专利]实现Openflow交换机系统中控制器负载平衡的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及以太网领域技术，尤其涉及一种实现Openflow交换机系统中控制器负载平衡的方法及系统。

背景技术

目前互联网发展迅速，其应用规模的庞大及其地位的重要性，远远超出了设计者们的想象，而现在的互联网主要有以下弊端：特定的范围内没有统一的管理、网络转发机制与策略单一、运营商难以最大限度优化自身网络、以及传统交换机用于转发的功能和协议多且杂，很难配置，系统容易出错等问题。为应对上述弊端，人们提出了Openflow交换机，其将传统交换机上的报文转发和转发策略分离开来，采用专门的一台控制器（controller）通过网线和交换机连接。这样原来同在一台交换机设备上的报文转发功能（硬件芯片实现）和报文转发策略（各种软件协议）就被分开到了不同的硬件设备上。而一台控制器还可以控制多台Openflow交换机，从而实现了统一的转发控制端，更有效地控制了网络。

目前，由于Openflow交换机系统中的控制通道(control path)和多个控制器(controller)之间的网络连接的不确定性(如网络中断)，导致控制器的反应速度慢，且在packet_in报文过多时，易造成系统中的控制器负担过重，进而在一定程度上造成系统不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现Openflow交换机系统中控制器负载平衡的方法，提高交换机系统的稳定性。

相应于上述方法，本发明的另一目的在于提供一种实现Openflow交换机系统中控制器负载平衡的系统。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种实现Openflow交换机系统中控制器负载平衡的方法，其包括：

S1、接收网络报文；

S2、计算各报文所对应的报文加权值及各控制器所对应的控制器加权值；

S3、根据所述报文加权值，获取多个报文加权值区间，并根据各控制器加权值，为每一个报文加权值区间对应一个控制器，其中，所述报文加权值区间的数目与控制器的数目相等；

S4、根据当前报文的报文加权值所处于的报文加权值区间，将该报文发送至与该报文加权值区间相对应的控制器。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤S2中，“计算报文加权值”的步骤具体包括：首先，根据各报文自身的优先级字段进行加权，得到包权值；然后，根据Openflow流自身的优先级进行加权，得到流权值；最后，根据所述包权值及流权值，计算得出所述报文加权值，其中，报文加权值=（2/3）*包权值+（1/3）*流权值。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤S2中，“计算控制器加权值”的步骤具体包括：首先，获取控制器与交换机之间的网络链路的速度权值；再根据控制器所连接的交换机数目得到数量权值；然后，根据控制器当前的服务质量得到质量权值；最后，综合所述速度权值、数量权值、及质量权值计算得出控制器加权值，其中，控制器加权值= （2/4）*速度权值+（1/4）*数量权值+（1/4）*质量权值。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤S3中，“获取多个报文加权值区间”的步骤具体包括：首先，将所有报文加权值按大小进行排序，并均匀划分为N个报文组，其中，N为控制器的数目；然后，根据每个报文组中报文加权值，获取N个初始权值区间；再将低优先级的初始权值区间的区间上限设置为与高优先级的初始权值区间的区间下限相等；最后，将最高优先级的的初始权值区间的区间上限设为100，将最低优先级的的初始权值区间的区间下限设为0。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还具体包括：根据当前控制器对应的控制器加权值所位于的报文加权值区间，将该控制器与该报文加权值区间相对应。

相应地，本发明提供的一种实现Openflow交换机系统中控制器负载平衡的系统，其包括：

报文接收单元、用于接收网络报文；

权值计算单元、用于计算各报文所对应的报文加权值及各控制器所对应的控制器加权值；

控制器对应单元、用于根据所述报文加权值，获取多个报文加权值区间，并根据各控制器加权值，为每一个报文加权值区间对应一个控制器，其中，所述报文加权值区间的数目与控制器的数目相等；

报文分发单元、用于根据当前报文的报文加权值所处于的报文加权值区间，将该报文发送至与该报文加权值区间相对应的控制器。