[發明專利]基于SDN的云平臺資源調度與管理系統及其應用方法

有效

• 申請號: 201710324704.8
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107040605B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 崔杰;周想利;劉蕾;陳郭錢;李興迪;仲紅
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/803;H04L12/751;H04L12/707;H04L12/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 唐紅

本發明公開一種基于SDN的云平臺資源調度與管理系統及其應用方法，包括網絡拓撲學習模塊、鏈路狀態評估模塊、路由模塊；利用SDN控制器，通過網絡拓撲學習模塊可以完成拓撲學習，獲得云平臺的網絡拓撲，鏈路評估模塊根據狀態參數剩余帶寬和丟包率評估鏈路狀態，路由模塊通過改進的蟻群算法查找目標資源，查找過程中若得到多條路徑，則隨機選擇一條合適的路徑進行資源的分配，然后對所選取的路徑上的交換機下發流表完成資源調度，從而實現基于SDN的云平臺資源的調度與管理。

技術領域

本發明屬于計算機應用技術領域，具體涉及一種基于SDN的云平臺資源調度與管理系統及其應用方法。

背景技術

隨著互聯網和數據中心的發展,實時系統越來越多地應用于各種分布式環境而形成的云計算已越來越受到科學界和商業領域的關注。云計算的主要思想是把互聯網上的各種計算資源整合在一起，但是，大規模云計算系統使用的資源具有高度動態性和異構性，資源環境具有的不可靠狀態，使得云計算系統出現大規模資源調度失敗的可能性大大增加，因此有效管理云平臺資源迫在眉睫。

SDN的提出，給了我們解決問題新方法，它將傳統網絡設備的數據平面和控制平面分離，將控制平面的功能集中放在控制器上實現，通過集中式的控制器，以標準化的接口對各種網絡設備進行管理和配置。目前，如Floodlight等均提供了用于數據幀轉發的模塊，采用Dijkstra最短路算法。但是此算法容易導致數據流集中到同一條路徑進行轉發，造成網絡擁塞。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種基于SDN的云平臺資源調度與管理系統及其應用方法，在SDN的平臺上利用改進的蟻群算法進行路由，為云平臺資源調度提供新思路。

技術方案：本發明的一種基于SDN的云平臺資源調度與管理系統，包括網絡拓撲學習模塊、鏈路狀態評估模塊和算法路由模塊，其中，網絡拓撲學習模塊學習記錄全局的網絡拓撲，鏈路狀態評估模塊對當前鏈路狀態進行評估得到狀態參數，路由模塊在資源調度進行路由選擇，用戶基于SDN網絡分別通過這三個模塊完成拓撲學習、鏈路狀態評估以及算法路由的選擇；

上述基于SDN的云平臺資源調度與管理系統的應用方法包括以下步驟：

(1)用戶首先通過網絡拓撲學習模塊完成拓撲學習，此過程使用監聽機制來實現，當控制器捕獲到監聽事件發生時，調用相應函數進行處理，記錄拓撲信息，提供全局網絡拓撲；

(2)通過鏈路狀態評估模塊對當前鏈路進行狀態評估，了解當前鏈路的情況，評估參數包括剩余帶寬，丟包率和跳數，然后通過查詢當前交換機端口參數的方法來獲取丟包率和剩余帶寬，接著對參數進行處理得到帶寬使用量和丟包率，并存儲以備使用；

(3)通過路由模塊對步驟(2)所得結果相乘得到當前鏈路的指數，調用路由算法得出到達目標資源的路徑，在多條路徑的情況下隨機選取一條作為合適路徑，對該路徑上的交換機下發流表；

所述步驟(3)的具體過程為：

(3.1)將鏈路狀態評估模塊所獲取的帶寬使用量及丟包率相乘，相乘得到的結果評價當前鏈路狀態，得到鏈路狀態指數；

(3.2)路由算法即改進蟻群算法初始化參數：設置最大循環次數N_MAX，初始化M只螞蟻，初始化信息素列表，可選路徑列表以及螞蟻禁忌表；

(3.3)循環次數N＝N+1；

(3.4)螞蟻數目k＝N+1；