[发明专利]一种软件定义网络控制器部署方法

说明书

本发明涉及一种软件定义网络控制器部署方法，属于通信网络技术领域。该方法包括以下步骤：步骤1、建模候选控制器与交换机之间通信开销；步骤2、建模候选控制器负载限制条件；步骤3、建模候选控制器节点度数限制条件；步骤4、建模交换机时延及速率限制条件，确定交换机候选控制器集合；步骤5、建模候选控制器与交换机关联标识限制条件；步骤6、在满足控制器及交换机限制条件下,基于控制器通信开销最小化确定控制器部署策略。该方法可以在综合考虑控制器负载、交换机业务特性等限制条件下，优化确定SDN控制器部署策略，从而实现控制器开销最小化。

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，涉及一种软件定义网络控制器部署方法。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Networks，SDN)是由美国斯坦福大学提出，以OpenFlow为基础的新型创新网络平台。SDN的典型架构共分三层，最上层为应用层，包括各种不同的业务和应用；中间层为控制层，主要负责处理数据转发设备资源的编排，维护网络拓扑和状态信息等；最底层为数据层，主要负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。SDN主要特性为控制平面与数据平面分离、集中式网络控制、在控制层与数据层设备之间开放网络接口、网络可由外部程序编程。由于控制层与数据层的分离，使得快速开通及配置网络连接服务变成可能。在SDN架构中，智能化的SDN控制器能够获取网络的全局视图，并且能够控制整个网络的数据转发设备。

然而，SDN集中式控制也带来了SDN网络可扩展性问题。随着网络规模增大，SDN网络仅依靠单控制器多线程处理方式，将很难保证网络QoS，且单控制器存在单点失效等问题，从网络稳定性、安全性等方面综合考虑，多控制器部署成为当前解决SDN网络可扩展性的主流方法。研究表明多控制器在网络中部署的位置、数量都将对网络性能造成很大影响，因此SDN网络控制器部署问题成为当前SDN研究重点之一。

文献[Adlen Ksentini,Miloud Bagaa,Tarik Taleb,Ilangko Balasingham.Onusing bargaining game for optimal placement of SDN controllers.2016IEEEInternational Conference on Communications(ICC)]提出一种联合考虑控制器与控制器之间时延和控制器与交换机之间时延的控制器位置选择方法，但该方法未考虑网络中交换机实际业务差异性。文献[Long Yao,Peilin Hong,Wen Zhang,Jianfei Li,DanNi.Controller placement and flow based dynamic management problem towardsSDN.2015IEEE International Conference on Communication Workshop(ICCW)]提出一种基于SDN交换机节点权重的控制器部署方法，但作者仅通过交换机节点在网络拓扑中的下一跳邻居节点数来建模交换机业务差异性，未综合考虑多跳链路性能。文献[TracyYingying Cheng,Mengqing Wang,Xiaohua Jia.QoS-guaranteed controller placementin SDN.2015IEEE Global Communications Conference(GLOBECOM)]提出一种以提高网络QoS为目标的控制器部署，但仅对控制器侧时延进行建模，未考虑交换机侧时延以及链路开销等因素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种软件定义网络控制器部署方法，该方法能够在综合考虑控制器负载、交换机业务特性等限制条件下，优化确定SDN控制器部署策略，从而实现控制器开销最小化。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：