[發明專利]一種用于軟件定義光網絡的控制器負載均衡算法

有效

• 申請號: 201710716458.0
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107360483B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 梁思遠;趙季紅
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種用于軟件定義光網絡的控制器負載均衡算法，首先依據QoS中延時需求對業務進行分類，分為時延敏感型業務和非時延敏感型業務。TDCLB負載均衡算法在完成SDON控制器負載均衡的同時盡量保障時延敏感型業務對于QoS中延時的要求。TDCLB負載均衡算法中利用API接口獲取業務特征信息，通過傳遞業務特征信息由普通控制器預先計算業務排隊處理時延，特征信息僅提供計算排隊時延的信息所以包較小，占用控制器網絡帶寬較小，并且TDCLB負載均衡算法的復雜度較小，易于實現。

技術領域

本發明屬于光通信網絡領域，涉及在包含多個控制器的大規模軟件定義光網絡中一種用于控制器實現負載均衡的算法。

背景技術

軟件定義光網絡(SDON)是軟件定義網絡(SDN)向光層的擴展，是一種新型的智能光網絡。SDON實現傳輸平面和控制平面的分離，形成獨立的控制平面完成對網絡的控制和配置。SDON相比于SDN網絡規模大幅增加，一個SDON網絡中需要包含多個網絡控制器，一方面是網絡規模增大的需要，另一方面多控制器可以提升網絡可靠性避免出現單控制器網絡控制器失效后全網癱瘓的局面。

當存在多個控制器的情況下，對于控制器的管理成了必須解決的問題。控制器負載均衡是控制器管理的重點內容之一。SDON控制器負載均衡算法針對性解決的問題是數據平面通過應用編程接口(API)得到的業務請求如何合理的向多個控制器進行映射，使得控制器資源利用率整體得到優化，并且保證業務請求的服務質量(QoS)需求。

目前最典型使用的控制器負載均衡算法主要是最小負載均衡算法，最小均衡負載算法僅考慮了控制器整體資源利用率情況，沒有考慮業務QoS需求。隨著信息技術的高速發展，業務類型成指數增長，“面向業務”已經成為未來網絡的發展趨勢，而作為新一代智能光網絡的SDON必須具備“面向業務”的特點。而“面向業務”的一個重要體現就是對于業務QoS的滿足，所以用于SDON控制器的負載均衡算法設計必須考慮業務QoS需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于時間延遲約束的SDON控制器負載均衡算法(TDCLB)，能夠適應SDON“面向業務”的特點，在進行控制器負載均衡的同時考慮業務QoS需求，其中重點考慮業務時間延遲需求，使得SDON控制器在考慮業務QoS需求的情況下完成負載均衡。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

a)在SDON多個控制器中選擇性能最優的作為核心控制器；若有多個控制器的性能指標一致則選擇位于控制器網絡拓撲中心位置的控制器為核心控制器，保證其他控制器到達核心控制器的路徑總和最短；若有多個性能指標一致且均位于控制器網絡拓撲中心位置的控制器，則隨機選擇其中一個為核心控制器；

b)核心控制器對匯聚得到的業務依據時間延遲需求進行分級，分為時延敏感型業務和非時延敏感型業務；

c)核心控制器優先處理時延敏感型業務，獲取該業務特征信息，特征信息包括業務類型和業務大小；將時延敏感型業務的特征信息播發到可選普通控制器集合內負載最小的一個或多個普通控制器；

d)收到核心控制器發送的特征信息的普通控制器結合自己處理速度以及排隊業務情況給出等待時延，并將等待時延回傳給核心控制器；

e)核心控制器將普通控制器回傳的等待時延與設定的閾值時延比對，如果存在若干普通控制器的等待時延小于閾值，則將該時延敏感型業務分配給等待時延最小的普通控制器；若存在多個等待時延最小的普通控制器，則選擇距離核心控制器路徑最短的普通控制器；若存在多個等待時延最小且距離核心控制器路徑最短的普通控制器，則隨機分配給其中一個；

f)如果回傳的等待時延均大于閾值時延，則將業務分配給負載最小的控制器，此時若存在多個負載最小的普通控制器，則選擇距離核心控制器路徑最短的普通控制器，若存在多個負載最小且距離核心控制器路徑最短的普通控制器，則隨機分配給其中一個；