[發明專利]基于貪婪算法的集合覆蓋方法獲取SDN網中服務節點的方法

有效

• 申請號: 201410103128.0
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103888360B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 曲樺;趙季紅;陳梁駿;張方;戴慧珺
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L12/751
• 分類號: H04L12/751;H04L12/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及計算機網絡領域，尤其涉及一種基于貪婪算法的集合覆蓋方法獲取SDN網中服務節點的方法。

背景技術

隨著網絡規模的不斷擴大和應用類型的日益豐富，互聯網的功能和結構變得越來越復雜，這無疑給管理控制層面施以重壓，越發不堪重負，管控能力不斷減弱。尤其是作為網絡核心的路由器承載的功能越來越多，使得數據轉發單元變得非常臃腫，很難回到最初定義的簡單的數據轉發單元。我們急需尋找一種新的、簡單的重新部署和設計路由器的方法來解決TCP/IP體系結構所面臨的諸多問題，而不是如現在大部分廠家所做的那樣，在現有的基礎上進行性能的提升和功能擴展。世界各國已經大規模開展未來互聯網的研究,如美國的GENI、歐盟的FIRE、日本的JGN2plus和我國的SOFIA等。研究未來互聯網體系結構首先考慮的是網絡核心設備路由器的重新設計和部署，允許用戶自行定義路由器功能模塊，實現適應未來互聯網發展的新型協議功能。目前，可編程虛擬化路由器已經受到廣泛關注，而設計的開放性和可控性將決定其設計思想是否可以得到長遠的發展。

在此基礎上，出現了SDN（Software?Defined?Network,，軟件定義網絡）的概念。SDN作為一種最新的網絡架構，對網絡設備控制面、轉發面和應用層功能進行重新定義抽象，目的是對現有復雜的網絡控制面進行抽象簡化，使控制面能獨立創新發展，使得網絡面向應用可編程。SDN是由美國斯坦福大學Cleanslate研究組提出的一種新型網絡架構，設計初衷是為了解決無法利用現有網絡中的大規模真實流量和豐富應用進行實驗，以便研究如何提高網絡的速度、可靠性、能效和安全性等問題。其基本思想是把當前IP網絡互連節點中決定報文如何轉發的復雜控制邏輯從交換機/路由器等設備中分離出來，以便通過軟件編程實現硬件對數據轉發規則的控制，最終達到對流量進行路由操控的目的。

SDN體系架構分為網絡基礎設施層、控制層和應用層三層。其中，控制層中控制軟件與基礎設施中的交換/路由等網絡設備經由控制數據面接口交互，與應用層各種APP經由開放API交互；網絡基礎設施充當原交換/路由設計中的轉發面角色，也被稱為OpenFlow交換。隨著服務器、桌面、應用、存儲等虛擬技術的廣泛應用，網絡虛擬化的目的是為了在共享的同一物理網絡資源上劃出邏輯上獨立的網絡，以滿足多租戶、流量隔離和邏輯網絡自由管控的應用趨勢。SDN網絡對基礎網絡硬件設施進行整網抽象，在控制器上增加虛擬抽象層實現，有利于SDN應用層只看到整網視圖的局部，并提供更加抽象的網絡資源描述，實現更加靈活的編程。

目前,ONF是SDN技術領域的推動者，其主要的研究成果包括了定義SDN基本架構、OpenFlow標準和OpenFlow配置與管理協議。國際互聯網工程組成立了SDNBOF，并且提出了他們所認為的SDN架構。其早期的兩個研究工作組之一的ForCES已經發布了9個RFC，主要涉及需求、框架、協議、轉發單元模型、MIB(主系統模塊master?information?block)等；另一個工作組ALTO(網頁電郵客戶端)主要通過為應用層提供更多的網絡信息來完成應用層的流量優化。國際電信聯盟在SG13組明確了SDN的研究任務，相關工作在WP5組Q21研究。目前成立了Y.FNsdn-fm和Y.FNsdn兩個項目，分別面向SDN的需求和框架。中國通信標注化協會也成立了多個SDN研究組，主要涉及應用場景及需求、問題分析、術語定義、互通規范和測試規范等等。SDN技術還處于起步階段，各方面都還處于嘗試探索階段，但是各國都積極參與到這場網絡改良工作中來，有待一日SDN必將付諸實施，真正達到其優化網絡的目的。2012年開始Cisco、HP、Arista等企業都開始利用SDN幫助其客戶架構更加靈活虛擬化的網絡。目前運用最成功的是Google通過10Gbit/s網絡鏈接其分布在全球的12個數據中心，部署周密的流量工程和優先級調度工作，將鏈路使用率提高到將近100%。

FlowVisor在控制器和OpenFlow交換機之間實現了基于OpenFlow的網絡虛擬層，它使得硬件轉發平面能夠被多個邏輯網絡切片(slice)共享,每個網絡切片擁有不同的轉發邏輯策略。在這種切片模式下，多個控制器能夠同時管理一臺交換機，多個網絡實驗能夠同時運行在同一個真實網絡中，網絡管理者能夠并行地控制網絡，因此網絡正常流量可以運行在獨立的切片模式下，從而保證正常流量不受干擾。

綜上所述，網絡進行虛擬化技術顯得尤為重要。在虛擬化網絡的構建過程中，服務節點的選擇至關重要。