[发明专利]一种软件定义网络弹性控制器部署方法

权利要求书

1.一种软件定义网络弹性控制器部署方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：建模控制器故障及切换模型；

S2：建模网络总能耗；

S3：建模主控制器与交换机间通信能耗；

S4：建模主控制器间通信能耗；

S5：建模主控制器与备份控制器间通信能耗；

S6：建模控制器关联标识符限制条件；

S7：建模交换机时延限制条件；

S8：建模控制器负载限制条件；

S9：在满足交换机、主控制器及备份控制器限制条件下，基于网络总能耗最小化确定控制器部署策略；

所述步骤S1具体为：假设网络中存在主控制器及各级备份控制器，控制器故障概率为P_f；若主控制器发生故障，其所关联交换机将切换至第1级备份控制器；若第r-1级备份控制器发生故障，该控制器所关联交换机将切换至第r级备份控制器，1≤r≤R，R为网络中主控制器最大备份级数；

在步骤S2中，假设网络中所有交换机处均能部署控制器，分别以V_i和C_j表示网络中第i个交换机和部署在第j个交换机处的控制器，1≤i,j≤N，N为网络中交换机数目，建模网络总能耗为主控制器与交换机间通信能耗、主控制器间通信能耗及主控制器与备份控制器间通信能耗之和，即E＝E^sc+E^c1+E^c2，其中，E^sc为主控制器与交换机间通信能耗，E^c1为主控制器间通信能耗，E^c2为主控制器与备份控制器间通信能耗；

所述步骤S3具体为：主控制器与所关联交换机之间传输流请求消息能耗和，即其中，为V_i与C_j关联时，V_i传输流请求所需能耗，x_i,j为主控制器与交换机关联标识符，x_i,j＝1表示V_i与C_j关联，否则，x_i,j＝0，1≤i,j≤N；

定义为V_i与C_j之间各跳链路能耗和，即其中，表示V_i与C_j之间第h跳由和直接相连链路的能耗，1≤h≤H_i,j，H_i,j表示V_i和C_j之间传输路径跳数，且

定义为其中，表示输出端口存储及发送信息所需能耗，表示输入端口接收及存储信息所需能耗，表示处理每比特信息所需能耗；

定义为其中，和分别表示输出端口发送速率及输出端口以最大发送速率工作所需能耗，为的函数，定义为f^rp(x)＝0.00062x+0.38；所述定义为其中，和分别表示输入端口接收速率及输入端口以最大接收速率工作所需能耗；所述定义为其中，表示发送到的流请求消息大小，其中，λ_i和β分别表示V_i流请求消息速率及消息大小；表示流表大小，和分别表示匹配每比特数据所需能耗及对数据执行操作所需能耗；

在步骤S4中，建模主控制器间通信能耗为传输同步信息所需能耗，即其中，为C_i和C_j关联时各跳链路传输同步信息所需能耗之和，y_i为主控制器标识符，y_i＝1表示主控制器放置在交换机V_i处，否则，y_i＝0；

定义为其中，表示C_i与C_j之间第h跳由和直接相连链路的能耗；

定义为其中，表示处理每比特信息所需能耗，定义为其中，表示发送到的同步信息，

在步骤S5中，建模主控制器与备份控制器间通信能耗，即其中，为备份控制器选择标识符，表示C_j选择C_k作为第r级备份控制器，否则，

在步骤S6中，建模控制器关联标识符限制条件为①②x_i,j≤y_j，③④⑤x_i,j,y_i,

在步骤S7中，建模交换机时延限制条件为其中，D_i,j为V_i与C_j关联时时延，为V_i可允许最大时延；

D_i,j定义为其中，分别表示V_i与C_j之间第h跳链路长度及链路传输速率，v₀为电磁波传播速度；

在步骤S8中，建模主控制负载限制条件为其中，U_j表示C_j的容量。

2.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法，其特征在于：在步骤S9中，在满足交换机、主控制器及备份控制器限制条件下,基于网络总能耗最小化确定控制器部署策略，即