[发明专利]一种基于时延的SDN网络多控制器部署方法

说明书

本发明公开了一种基于时延的SDN网络多控制器部署方法，首先对网络拓扑的时延与结构进行分析，计算网络中每个交换机之间的时延以及每个节点的度，确定每个控制器可部署的交换机数目，然后根据自定义算法选择一符合条件的节点作为控制器的部署位置，确定其管理区域的所有交换机，并根据最小平均时延模型与最坏情况下最小时延模型得出最小平均时延大小与最坏情况下最小时延大小；再以同样的方法计算出符合条件的剩余结点作为另一个控制器的部署位置得出最小平均时延与最坏情况下最小时延大小；一直重复上述过程直到控制器位置部署完毕。本发明的方法能够适用于多种网络规模的多控制器位置部署的算法，较为系统地解决控制器位置部署问题。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种基于时延的SDN网络多控制器部署方法。

背景技术

SDN创造性地将网络设备的控制层面与设备的数据转发功能分离开来，并将控制功能完全集中在SDN控制器上。不同于传统网络的分散式控制，SDN的集中式控制使得控制平面获得网络资源全局信息，从而根据需求实现资源的优化与分配。与此同时，网络的集中式控制使网络设备在逻辑上为一整体，不再需要对每台设备进行现场配置与维护，极大提升了网络控制与维护的便捷性。为了提高网络的性能与健壮性，可以在网络部署时使用多个控制器同时工作的机制，多个控制器管理同一交换机，当其中某一控制器出现故障则备用控制器可保障网络继续正常工作。同时，多控制器将网络分为多个区域，每个控制管理其中一个区域。这样不但降低了控制器的负荷又极大提高了控制平面的可扩展性。

然而SDN多控制器部署在带来一系列好处的同时也带来了一个新的问题，即为控制器的部署问题，在一个给定的SDN网络拓扑中，需要放置多少个控制器，每个控制器应该放置在哪个位置，每个控制器又应该管理哪些交换机。控制器的不同部署位置对网络的开销有不同的影响，而现有的技术重视了性能忽视了开销，在小型的网络部署中做到了跨越式的进步，但是在大型乃至中型的网络部署中却又很大地局限性，一是成本开销太大，二是部分区域的进一步优化，因此现有的控制器部署方案还存在很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种基于时延的SDN网络多控制器部署方法，对SDN多控制器的位置部署进行了优化控制，以时延为标准进行控制器位置优化建模，建立了最小平均时延与最坏情况最小时延模型，最后在贪心算法与最短路由算法的基础上，以时延模型为约束条件，能够适用于多种网络规模的多控制器位置部署的算法，较为系统地解决控制器位置部署问题。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种基于时延的SDN网络多控制器部署方法，包括以下步骤：

A.对网络拓扑的时延与结构进行分析，计算网络中每个交换机之间的时延以及每个节点的度(其中，节点的度即节点的分支，有几个分支则该节点的度即为几)，确定每个控制器可部署的交换机数目；

B.根据自定义算法选择一符合条件的节点作为控制器的部署位置，确定其管理区域的所有交换机；并根据最小平均时延模型与最坏情况下最小时延模型得出最小平均时延大小与最坏情况下最小时延大小；

C.重复上述步骤直至控制器位置部署完毕。

通过本发明的技术方案，可在SDN多控制器的部署当中，对于给定的SDN网络拓扑，通过具体的技术方案来确定控制器的数量，部署位置，以及每个控制器所要管理的交换机，以使得网络拓扑的利用率达到最高，保证整个网络的平均时延域最坏情况下时延最小。

进一步地，所述步骤B中具体包括以下步骤：

B1.计算各节点的度，按降序排列选择前m个作为备选控制器放置位置；其中，m为网络中控制器的数量；

B2.选取步骤B1得到的m个备选控制器放置位置中的任一放置位置作为控制器放置位置；