[发明专利]一种基于用户生存性条件约束下的SDN控制器部署方法有效

专利信息
申请号: 201910212331.4 申请日: 2019-03-20
公开(公告)号: CN110061859B 公开(公告)日: 2021-11-12
发明(设计)人: 曾帅;赵天烽;钱志华;任彦;王育杰;肖俊;周瑜松;刘何鑫;黄振航;张烨;杨桢;段洁;赵国峰 申请(专利权)人: 重庆邮电大学
主分类号: H04L12/24 分类号: H04L12/24
代理公司: 重庆市恒信知识产权代理有限公司 50102 代理人: 刘小红;陈栋梁
地址: 400065 重*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 用户 生存 条件 约束 sdn 控制器 部署 方法
【说明书】:

发明请求保护一种基于用户生存性条件约束下的SDN控制器部署方法,应用于二层SDN控制器的部署。为在满足用户对控制平面生存性需求的前提下,尽可能降低控制器传输时延,减少控制平面的控制器数量,本发明通过与用户协商后给出的可接受控制信道工作路由故障发生概率P计算出本部署方法下的允许的最大控制信道路由长度W,作为二级控制器部署的约束条件。在使得二级控制器到其所属SDN交换机节点的直连距离不超过W的前提下,优先选择该部分网络节点图中控制器集合总体出度数多的作为二级控制器的部署节点,完成二级控制器的部署后,以实际网络中的平均往返时延和平均可选路径数为联合判决条件确定一级控制器的部署位置,完成整个控制平面的部署工作。

技术领域

本发明属于涉及软件定义光网络中控制平面跨层生存性设计部分,具体是在控制平面中将区域管控与集中管控相结合的二层SDN控制器的部署方法。

背景技术

近年来,随着用户对在线视频、语音通话等高流量消耗型互联网应用需求的快速增长,承担着网络中主要流量压力的光网络基础设施正面临着巨大的挑战:一方面要求网络传输容量变得更大;另一方面要求网络的管控更加实时、灵活。

软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking,SDN)作为一种全新的网络架构实现了网络控制平面和数据平面的分离,实现了对网络统一、灵活的管控。网络管理员可以通过对网络进行编程和设计,完成沿路径转发设备的统一部署,从而实现对网络的实施管控。软件定义光网络(SoftwareDefinedOpticalNetwork,SDON)是对SDN技术的一个具体应用,是基于通用型多协议标签交换(GeneralizedMultiProtocolLabelSwitching,GMPLS)和基于路径计算单元(PathComputationElement,PCE)光网络之后的第三代智能光网络。网络的节点被分为两类,一类是哑的转发设备,专注于数据的转发;另一类是为软件驱动的控制器,专注于控制,它动态地管控光调制、光层路由、波长分配、波长转换等光层任务,从而实现大规模光网络中海量业务的灵活动态资源调度。

由于SDON的控制平面由于面向全网进行集中调度,其承载了大量重要的信令业务,包括网络状态信息收集、路由决策、光通路动态建立与拆除等,任何一条控制信道的故障都可能造成大面积的数据平面失去转发能力,从而带来无法估量的损失。

因此,控制器的部署位置是否合理对保障控制平面的生存性起着关键性作用。目前,已经存在很多关于控制器部署方法的研究,例如文献[XIONG Yu,DONGXiancun,LIYuanyuan,et al.Thecross-layer survivable design of control plane basedonminimum point covering in software defined optical network[J].Journal ofElectronicsInformation Technology,2016 38(5):1211-1218.doi:10.11999/JEIT150815]基于最小点覆盖的控制平面跨层生存性控制器部署模型,其采用了最小点覆盖的原理,在保证在SDN交换机节点度数不小于2的情况下每个SDN交换机节点至少有两个控制器与之相连。该部署方法很大程度地提升了控制平面的生存性,但是控制器部署节点相对较多。再例如文献[L F and OLIVEIRA R R.Survivor:An enhancedcontroller placement strategy for improving SDN survivability[C].IEEE GlobalCommunications Conference,Austin,USA,2014:1909-1915.]用SVVR(SurViVoR)算法来确定控制器的部署方案,该算法使得SDN交换机节点与SDN控制器之间满足链路分离的路径数的最大化,但是没有考虑控制链路的长度,实际应用中可能会造成控制时延过大。事实上,控制链路长度与网络时延和控制平面生存性有着密切关系,一般来说,控制链路越长,该条线路出现故障的概率越大,往返时延也越长。

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