[發(fā)明專利]一種SDN環(huán)境中重要節(jié)點信息采集方法

有效

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• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105245362B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 李興華;郭佳;楊衛(wèi)東;劉海;劉宏月;鄧淼磊
• 申請（專利權）人: 河南工業(yè)大學;西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 黃浩威

本發(fā)明公開了一種SDN環(huán)境中重要節(jié)點信息采集方法，用于選取網(wǎng)絡中重要節(jié)點，從而進行網(wǎng)絡服務的重點監(jiān)測和重點部署。首先對轉(zhuǎn)發(fā)平面與網(wǎng)絡服務程序的相關信息收集，然后對轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的重要程度進行量化分析，進而對網(wǎng)絡服務進行有重點的信息采集。其中，所選參數(shù)包括四部分：1)通信量；2)網(wǎng)絡拓撲；3)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點活躍度；4)網(wǎng)絡服務信息，其中網(wǎng)絡服務信息指對于評價轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點部署該服務的迫切程度有關的指標，可根據(jù)具體網(wǎng)絡服務在其所提供的指標中進行選取。本發(fā)明對網(wǎng)絡服務的信息采集工作進行優(yōu)化，在減少網(wǎng)絡服務信息采集節(jié)點數(shù)量的同時，獲得較好的服務效果。

技術領域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡信息處理領域，具體涉及一種SDN環(huán)境中重要節(jié)點信息采集方法。

背景技術

軟件定義網(wǎng)絡(Sof tware Defined Networks，SDN)是將傳統(tǒng)網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面與管理層面解耦而提出的一種新的網(wǎng)絡架構。由于SDN為網(wǎng)絡管理和開發(fā)人員提供統(tǒng)一編程的北向接口，使其能便捷地進行網(wǎng)絡管理和提供各類新型網(wǎng)絡服務，該架構已得到了廣泛的應用。如，Google在其骨干網(wǎng)中應用SDN框架以提高設備資源利用率；亞馬遜AWS通過SDN架構提供大規(guī)模彈性計算云服務。

在SDN架構中，控制器Controller作為核心部件不僅為下層轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點Switch提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流表，還為上層應用程序App提供各類網(wǎng)絡基礎信息。因此，如何降低Controller的工作負擔，提高其工作效率，是保證SDN高效穩(wěn)定運行的關鍵。雖然，在現(xiàn)有SDN的研究工作中，已有降低Controller工作負擔的相關研究，但它們都僅針對Controller某項特定工作進行優(yōu)化，具有一定的局限性。尤其是在大規(guī)模網(wǎng)絡環(huán)境中，當SDN中各類服務請求數(shù)量增多時，這些研究并不能有效降低Controller的工作負擔。這將會導致網(wǎng)絡延遲的增大，降低其服務質(zhì)量，乃至出現(xiàn)網(wǎng)絡崩潰的情形。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，減少網(wǎng)絡服務的信息收集工作，降低網(wǎng)絡延遲的主要方法是針對網(wǎng)絡中的節(jié)點進行重要性評估。通過僅對重要節(jié)點進行信息采集的方式，可極大地提升網(wǎng)絡性能。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡節(jié)點重要性評估方法可大致分為以下幾類：(1)基于節(jié)點近鄰的排序；(2)基于路徑的排序；(3)基于特征向量的排序；(4)基于節(jié)點移除和收縮的排序。然而，上述4類傳統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點重要性排序方法并不適用于SDN環(huán)境，其主要原因是：

(1)基于節(jié)點近鄰和基于路徑的排序方法的基本思想是通過分析節(jié)點周圍鄰居節(jié)點的數(shù)目或某兩個節(jié)點之間通信路徑所包含的節(jié)點數(shù)目，來確定該節(jié)點的重要性。但是，在SDN中，轉(zhuǎn)發(fā)流表由Controller根據(jù)整網(wǎng)狀態(tài)和路由策略制定。因此，在SDN架構中，僅依據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的拓撲信息并不足以準確地評價轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的重要性。

(2)基于特征向量的排序方法需要經(jīng)過參數(shù)信息在全網(wǎng)范圍內(nèi)不斷擴散，并經(jīng)過一段收斂時間后才能得到最終的結(jié)果。但是在SDN中，尤其是在大規(guī)模的SDN中，由于Controller具有全網(wǎng)信息，導致其會不斷地重新制定轉(zhuǎn)發(fā)流表。因此，如若采用基于特征相鄰的排序方法對SDN中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的重要性進行評估，將導致該算法一直處于收斂階段，無法得出有效結(jié)果，乃至出現(xiàn)該算法進入死循環(huán)的情形。

(3)基于節(jié)點移除和收縮的排序方法的基本思想是通過評估網(wǎng)絡某節(jié)點被移除后對整網(wǎng)的破壞性，從而確定該節(jié)點的重要性。但是在SDN中，當某轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點出現(xiàn)“癱瘓”時，Controller能迅速重新制定新的轉(zhuǎn)發(fā)流表，確保整網(wǎng)通信的暢通。因此，在SDN中，只有當移除某些特殊轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，才會對整網(wǎng)具有較大的破壞性。所以，基于節(jié)點移除和收縮的排序方法也并不適用于SDN。