[发明专利]一种基于链路属性的控制器集群负载分担方法

说明书

本发明公开了一种基于链路属性的控制器集群负载分担方法，属于通信网络技术领域。该方法通过花费公式计算交换节点到各控制器的开销，从控制器直连节点开始，向网络内部节点遍历，通过完成交换设备的管控域划分，实现控制器集群的负载分担。本发明综合考虑交换设备至控制器的链路跳数、时延、带宽、使用情况，对交换设备进行管控域的划分，实现控制器集群的负载分担，保证了控制器对设备管控的可靠性、及时性与有效性，并针对网络拓扑状态的动态变化，设计了链路增加、链路删除情况下的负载分担调整方法，实现了控制器负载分担的动态调整。

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，特别是指一种基于链路属性的控制器集群负载分担方法。

背景技术

随着SDN软件定义网络技术的应用，单一控制器集中管控的方式已难以适用于规模、复杂度不断增长的网络，控制器集群的模式被提出来实现控制平面的弹性扩展，控制器集群由多个控制器组成，如何处理控制器之间的管控划分，实现控制器之间的负载分担，越来越重要。

面向大规模网络的管控，带外控制模式下控制器与交换机之间需要专用控制通道进行转发，难以适用于跨地域、大范围的广域网。带内控制模式，相比建立专线的带外控制模式，可减少大规模网络部署的复杂度。

针对适用于大规模网络管控的带内控制模式，带内控制通道的跳数、带宽、时延等属性对控制器进行交换设备管控的影响很大，有必要研究带内控制通道下基于链路属性的控制器集群负载分担方法，实现控制器对交换设备的合理管控。

发明内容

本发明针对上述背景技术中的控制器集群在带内控制通道模式下的负载分担问题，提出了一种基于链路属性的控制器集群负载分担方法，它通过综合考虑交换设备至控制器的链路跳数、时延、带宽、使用情况，对交换设备进行管控域的划分，实现控制器集群对网络的负载分担管控。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于链路属性的控制器集群负载分担方法，包括如下步骤：

(1)将多个控制器通过交换设备构成集群，控制器与交换设备建立南向接口协议连接；

(2)将与控制器直连的交换设备放入相应控制器的管控域内，并设置这些交换设备的管控开销为0；

(3)判断是否还有未放入管控域内的交换设备，若有，则执行步骤(4)～(6)，若无，则完成初始负载分担；

(4)对于各个未放入管控域内的交换设备，分别执行步骤(5)～(6)，然后返回步骤(3)；

(5)对于交换设备i，遍历其所有直连链路，找到各直连链路的对端交换设备；若交换设备i存在至少一个对端交换设备在管控域内，则执行步骤(6)，否则在本次循环中跳过交换设备i；

(6)针对交换设备i的每一对端交换设备j，通过花费公式计算交换设备i通过对端交换设备j到其所属控制器的管控开销，选出管控开销最小的对端设备j，将交换设备i放入交换设备j所属的控制器管控域内；

完成初始负载分担后，若网络拓扑发生变化，则相应地执行步骤(7)或(8)：

(7)当网络拓扑中增加一条链路时，控制器集群的Leader节点通过花费公式计算该链路源节点交换设备k通过新增链路目的节点，到该目的节点所属控制器的管控开销；若比原管控域的管控开销小，则将源节点交换设备k变更到目的节点所属控制器的管控域内，并执行步骤(9)，否则保持原有管控域；

(8)当网络拓扑中减少一条链路时，若链路源节点交换设备k通过该链路加入管控域，则采用步骤(6)的方式重新划定该源节点交换设备k的管控域，并执行步骤(9)，否则保持原有管控域；

(9)递归遍历所有通过交换设备k加入管控域的交换设备，移除其所属管控域，采用步骤(3)～(6)的方式重新划定这些交换设备的管控域。