[发明专利]SDN中基于IMMAC算法的交换机迁移方法

说明书

本发明属于软件定义网络技术领域，特别涉及一种SDN中基于IMMAC算法的交换机迁移方法，包括获取每个控制器的负载信息以及软件定义网络的网络拓扑；根据每个控制器的负载信息计算单个控制器负载以及控制集群负载的平均值；若控制集群负载平均值大于控制集群负载阈值且单个控制器负载小于单个控制器的负载阈值则根据软件定义网络的网络拓扑制定交换机迁移策略；利用IMMAC算法对制定的交换机迁移策略进行优化，并完成交换机的迁移；本发明不仅可以减少邻近控制器容易出现过载的概率，也能降低高负载控制器响应交换机请求的时间，而且本文提出的IMMAC算法，相较于引入传统的遗传等智能算法来说，可以提高算法时间效率、求解精度。

技术领域

本发明属于软件定义网络(Network Defined Software，SDN)技术领域，特别涉及一种SDN中基于改进的最大-最小蚁群算法(Improved Max-Min Ant Colony Algorithm，IMMAC)算法的交换机迁移方法。

背景技术

互联网可以说是支持社会发展和技术进步的重要基石，它深刻地改变了人们的工作，学习和生活方式，让人们可以处在一个更加快速、便捷的环境。其中，传统网络的层次结构是互联网取得巨大成功的关键。但是，随着网络覆盖的不断提升、网络复杂性的持续增大，通常会使大量新数据涌入网络。根据工信部的数据，我国移动互联网接入流量由2013年的12.7亿GB提升至2018年的711亿GB，月户均移动互联网接入流量由2013年的0.13GB/月/户，提升至2018年的4.42GB/月/户。这如此大量的互联网流量需求就导致了网络链路的拥塞，降低了网络链路资源利用率。而且，由于云计算、大数据、物联网等技术的出现和兴起，传统网络的高耦合和低内聚已无法迅速适应新的需求变化，陈旧的体系结构大大阻碍了新一代信息技术的发展。因此，需要一种能够动态和灵活地管理网络的新网络架构。

近年，SDN架构的出现拓宽了人类的新视野，为复杂网络资源配置问题提供了新的思维方向。与传统的网络架构不同，SDN的主要思想是将控制平面和转发平面分离，进行集中控制，提供可编程功能，实现对链路设备的灵活、高效、精准地控制。但是，由于SDN技术的引入也带来了新的需要解决的问题。其中，合理的资源调度就是待解决的问题之一。由于网络资源是有限的，为了满足人们对业务日益增长的需求，充分地利用有限的网络资源来为人类提供满意的服务是非常必要的。因此，如何解决SDN网络中的资源配置，以及更好的利用网络资源，并保证网络的服务质量成为人们致力于研究的热点和难点。

SDN网络中，多控制器的引入提高了控制器的可扩展性和可靠性，与此同时，也带来了控制器负载不平衡的新问题。而且，SDN网络中交换机与控制器之间存在静态配置。因此，流量的动态变化会导致SDN网络中的交换机的流量请求不均匀。这种部署容易出现某些控制器不能提供足够的资源满足交换机的需求，而另外一些控制器的资源得不到合理利用；这种现象都会使网络不稳定、控制器负载不均衡，控制器资源利用率无法最大化。因此，为了使得SDN架构应能够实现动态的资源分配，有必要提出一种新的方式来解决控制器负载不均衡的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种SDN中基于IMMAC算法的交换机迁移方法，如图1，包括以下步骤：

S1、获取每个控制器的负载信息以及软件定义网络的网络拓扑；

S2、根据每个控制器的负载信息计算单个控制器负载以及控制集群负载的平均值；

S3、若控制器控制集群负载平均值小于控制集群负载阈值且大于控制器负载小于单个控制器的负载阈值，则维持现状，不作出改变；

S4、若单个控制器负载的最大值小于单个控制器的负载阈值，则关闭或者休眠控制器；

S5、若单个控制器负载的最小值大于单个控制器的负载阈值，则添加新的控制器；

S6、若控制集群负载平均值大于控制集群负载阈值且单个控制器负载小于单个控制器的负载阈值则根据软件定义网络的网络拓扑制定交换机迁移策略；