[发明专利]基于遗传算法的SDN交换机节点增量部署方法

说明书

本发明涉及一种基于遗传算法的SDN交换机节点增量部署方法，包括以下步骤：步骤S1:采用随机算法产生初始化的部署序列；步骤S2:计算初始化部署序列S对应的部署花费值；步骤S3:将部署花费值从小到大进行排序；步骤S4:将排序好的部署序列按照其部署花费值分成三个集合；步骤S5:选择和middle类中元素个数相同的父母双亲；步骤S6:进行交叉变异，产生新一代的部署序列;步骤S7:更新最初的部署序列;步骤S8:计算新的部署序列种群中，每一个部署序列的部署花费值;步骤S9:记录部署花费值值最小的部署序列和其对应的值，并更新最优部署序列和其值;进行若干次迭代搜索，最终产生的部署序列种群中的部署花费值最小的部署序列,作为交换机节点最优的部署序列。

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，具体涉及一种基于遗传算法的SDN交换机节点增量部署方法。

背景技术

随着互联网应用的快速发展，Internet Service Provider (ISP) 网络的流量在呈爆炸式增长。传统启发式路由优化方法无法摆脱流量在最短路径上路由的限制，导致网络中的拥塞频繁出现，网络性能和用户体验、满意度不能得到保证。

软件定义网络（Software Defined Networking，SDN) 的出现为路由优化问题的解决带来了新的思路。SDN集中式的控制器能够动态灵活地调整网络中的流量的路由，摆脱了传统网络的权重修改和路由收敛的限制，能够极大提高路由的效率。SDN控制器通过下发流表，能够实现SDN交换机节点的流量的任意分流。然而由于经济、组织和技术上的一些挑战，完全部署SDN交换机节点的ISP网络短期内不太可能实现，混合SDN网络将是一个比较实际的网络场景，也是未来的网络趋势。如何确定混合SDN网络中，SDN交换机节点的位置和数量是一个值得研究的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于遗传算法的SDN交换机节点增量部署方法，解决传统网络向SDN网络过渡过程中，SDN节点部署位置和数量的问题。实现在过渡过程中，部署的SDN位置和数量能够实现最小化网络最大链路利用率，降低网络拥塞，提高网络性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于遗传算法的SDN交换机节点增量部署方法，包括以下步骤：

步骤S1:采用随机算法产生网络拓扑节点的全排列序列，作为初始化的部署序列S；

步骤S2:计算初始化部署序列对应的网络最大链路利用率的和，并作为该序列的部署花费值；

步骤S3:采用冒泡排序算法对部署序列按照其部署花费值从小到大进行排序；

步骤S4:将排序好的部署序列按照其部署花费值分成top、middle、low三个集合；

步骤S5:按照从top类中随机选择一个父本，从middle类中随机选择一个母本的方法，选择和middle类中元素个数相同的父母双亲；

步骤S6:将选择出的父母双亲,进行交叉变异，产生新一代的部署序列;

步骤S7:更新最初的部署序列;

步骤S8:计算新的部署序列种群中，每一个部署序列的部署花费值;

步骤S9:记录部署花费值值最小的部署序列和其对应的值，并更新最优部署序列和其值;

步骤S10:使用新的部署序列种群，重复步骤S2-步骤S7，进行若干次迭代搜索，最终产生的部署序列种群中的部署花费值最小的部署序列,作为控制器最优的部署序列。

进一步的，所述步骤S2具体为：

步骤S2.1:对当前部署序列中的节点，计算部署节点增加后网络的最大链路利用率的值;