[发明专利]用于SDN网络中多控制器部署的处理系统

摘要

本发明公开了一种用于SDN网络中多控制器部署的处理系统，应用于包括有Openflow交换机、控制器伸缩池和控制器的SDN网络；是以处理模块为核心，利用处理模块中监控单元确定网络状态为静态、动态或扩张的不同网络状态；利用处理模块中静态部署单元、网络流预测单元和应急系统管理单元确定对应网络状态下的网络设计方案及控制器最优节点数；利用处理模块中控制器伸缩单元对控制器伸缩池中的控制器进行激活或休眠处理；利用处理模块中优化调整单元根据网络设计方案实现网络调整；本发明根据网络状态实时改变多控制器部署策略，保证网络负载均衡，实现网络平稳运行。

主权项

1.一种用于SDN网络中多控制器部署的处理系统，是应用于由Openflow交换机、控制器伸缩池、控制器、状态总线和控制总线所组成的SDN网络中；所述Openflow交换机与处理模块通过状态总线进行通信，用于确定SDN网络所处状态；所述处理模块与控制器伸缩池通过控制总线进行通信，用于确定SDN网络所需所述控制器的个数；所述处理模块与控制器通过控制总线进行通信，用于确定所述控制器的优化部署方案；所述控制器伸缩池与控制器通过控制总线进行通信，用于确定所述控制器的激活状态；其特征是，所述处理模块包括：监控单元、静态部署单元、网络流预测单元、应急系统管理单元、优化调整单元和控制器伸缩单元；所述处理模块中的监控单元在时钟周期的控制下，通过状态总线接收所述Openflow交换机的网络流量变化信息，根据所述网络流量变化信息确定网络状态，所述网络状态包括：静态网络、动态网络和扩张网络的各不同状态；所述静态网络是指初始静态网络，所述动态网络是指流量动态变化网络，所述扩张网络是指规模扩张网络；所述处理模块中的静态部署单元接收监控单元的控制命令，并确定网络状态为静态网络的状态时，基于最小覆盖集理论确定静态网络控制器最优节点数，将所述静态网络控制器最优节点数输入所述控制器伸缩单元；采用最小生成树，并结合纳什均衡理论给出基于目标约束的静态网络设计方案，所述静态网络设计方案包括控制器静态部署方案，以及Openflow交换机静态分布方案，将所述静态网络设计方案输入优化调整单元；所述处理模块中的网络流预测单元接收监控单元的控制命令，并确定网络状态为动态网络的状态时，采用预测模型ARIMA动态预测未来时间段[t1,t24]内的网络流量预测值和动态网络控制器最优节点数，将所述动态网络控制器最优节点数输入所述控制器伸缩单元；基于网络流量预测值，结合纳什均衡理论设计在线算法确定动态网络设计方案，所述动态网络设计方案包括控制器动态调整方案，以及Openflow交换机动态分布方案，将所述动态网络设计方案输入所述优化调整单元；所述处理模块中的应急系统管理单元接收监控单元的控制命令后，并确定网络状态为扩张网络的状态时，采用启发式的负载均衡方案确定扩张网络控制器最优节点数，将所述扩张网络控制器最优节点数输入控制器伸缩单元，采用背包理论基于目标约束给出扩张网络设计方案，所述扩张网络设计方案包括控制器扩张调整方案，以及Openflow交换机扩张分布方案，将所述扩张网络设计方案输入优化调整单元；所述处理模块中的控制器伸缩单元根据对应网络状态下的控制器最优节点数控制所述控制器伸缩池，对处在所述控制器伸缩池中的控制器进行激活或休眠处理；所述处理模块中的优化调整单元根据对应网络状态下的网络设计方案，控制所述控制器及所述Openflow交换机进行迁移，实现网络调整。