[发明专利]一种控制器及网关联合部署优化方法

说明书

本发明涉及一种控制器及网关联合部署优化算法，包括以下步骤：S1对SDN无线Mesh网络中的控制器及网关联合部署方案优化问题进行数学建模，S2通过K‑聚类算法得到一组较优的网关部署方案G_init，S3随机初始化N组k个控制器的部署方案，S4初始化遗传算法中第j代中N个个体的初值，S5对第j代中的每一个个体是否是可行解进行判断,如果该个体不是一个可行解，则淘汰该个体；S6确定每个个体的适应度，S7根据每一代个体的适应度进行复制、交叉、变异，S8最终得到下一代个体，重复步骤S2到S8，直到迭代次数达到M，停止迭代；本发明所提供的算法可提高SDN无线Mesh网络的可靠性及稳定性，为网络中的一些时延敏感的业务流提供更加稳定的服务。

技术领域

本发明涉及无线网络优化算法领域，更具体地，涉及一种控制器及网关联合部署优化方法。

背景技术

在过去几十年中，迅猛发展的互联网带给了人们巨大的便利，特别是无线技术如WIFI，蓝牙等等。可以预见的是，无线技术将会在未来得到更大的发展，如无线Mesh网络等。同时，近年来提出的各种新型网络架构，如软件定义网络 (Software DefinedNetworking，SDN)为无线Mesh网络带来了许多前所未有的好处。在SDN无线Mesh网络中，SDN的转控分离可以使得无线Mesh网络的控制更为智能。但另一方面，SDN与无线Mesh网络的结合也引入了一些挑战。在基于SDN的无线Mesh网络框架中，如何部署网关及控制器使得网络的可靠性、稳定性、高效性得到保证是一个当前的研究热点。

为了优化SDN无线Mesh网络中的控制器及网关联合部署方案，在该网络中，在保证每个节点到网关的平均时延小于某一个阈值的情况下，使得每个节点到其控制器的链路稳定性最大，并且每个控制器到网关的链路稳定性最高。这是因为， SDN网络的转控分离给网络带来了巨大的优势的同时，控制器在网络中的重要性不言而喻。如果网络中的节点与控制器失去了连接，那么后果将不堪设想。

同时，在SDN无线Mesh网络中，SDN控制器会向外部网络提供了某些北向接口以使得外网用户(如内容提供者等等)可以通过其提供的接口来控制网络。在这种情况下，SDN控制器与外部网络的链接也需要保证稳定。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述缺陷，提供一种控制器及网关联合部署优化方法，所述方法包括以下步骤：

S1对SDN无线Mesh网络中的控制器及网关联合部署方案优化问题进行数学建模，得到数学模型如下：

式中：m为无线Mesh路由器节点的个数，k为控制器的个数，n为接入网关的个数，L_rg为每个无线Mesh路由器节点到网关的延迟，r为无线Mesh路由器节点，c为控制器，g为网关，P_rc为无线Mesh路由器节点r到其控制器c的稳定性概率，P_cg为控制器c到其网关g的稳定性概率，V为m个无线Mesh路由器节点的集合，S为k个控制器的集合；

S2通过K-聚类算法得到一组较优的网关部署方案G_init，其中G_init＝ {g₁，g₂，…，g_m}；

S3随机初始化N组k个控制器的部署方案，其中每一组方案为C_i，1＝ {c₁，c₂，...，c_k}，i＝1，2，...，N，C_i，1为遗传算法中第1代中N个个体的初值；

S4初始化遗传算法中第j代中N个个体的初值，初值T_i，j＝G_i，j+C_i，j，i＝ 1，2，...，N，j＝1，2，...，M，其中M为最大迭代代数；