[發明專利]用于SDN網絡中多控制器部署的處理系統

有效

• 申請號: 201810444194.2
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108650131B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 史久根;徐皓;解新勝;張徑;王繼;謝熠君
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/803
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種用于SDN網絡中多控制器部署的處理系統，應用于包括有Openflow交換機、控制器伸縮池和控制器的SDN網絡；是以處理模塊為核心，利用處理模塊中監控單元確定網絡狀態為靜態、動態或擴張的不同網絡狀態；利用處理模塊中靜態部署單元、網絡流預測單元和應急系統管理單元確定對應網絡狀態下的網絡設計方案及控制器最優節點數；利用處理模塊中控制器伸縮單元對控制器伸縮池中的控制器進行激活或休眠處理；利用處理模塊中優化調整單元根據網絡設計方案實現網絡調整；本發明根據網絡狀態實時改變多控制器部署策略，保證網絡負載均衡，實現網絡平穩運行。

技術領域

本發明涉及SDN網絡中多控制器部署的處理系統，特別涉及一種針對不同網絡狀態基于多種優化目標的多控制器優化部署。

背景技術

隨著互聯網的快速發展，傳統網絡出現如配置復雜度高、網絡協議繁雜、設備難以擴展等諸多問題，這些問題說明網絡架構需要革新。軟件定義網絡(Software DefinedNetworking，SDN)作為一種新的網絡技術與架構，其核心價值已經得到了業界的廣泛認可。它減少了配置錯誤，解放了手工操作，易于統一快速部署。越來越多的研究者正在關注SDN技術的未來發展。

SDN的核心思想是將控制功能從交換機中剝離出來，形成了一個統一的、集中式的控制平面，而交換機只具有簡單的轉發功能，從而形成了數據平面。通過將控制平面與數據平面的解耦，并提供開放的可編程接口，使網絡能夠真正地被軟件所定義，達到按需定制服務，簡化網絡運維，實現靈活管理調度的目標。

控制器是SDN的核心，負責對底層網絡設備的統一控制，以及向上層應用提供網絡服務，起到承上啟下的作用。因此，控制器一直以來都是SDN領域研究的重點。最早且廣泛使用的控制器平臺是NOX，能夠提供一系列基本接口可以實現網絡功能的定制。隨著SDN網絡規模的擴展，單一結構集中控制的控制器(如NOX)處理能力受到限制，并且網絡擴展困難，遇到了性能瓶頸，因此僅能用于小型企業網或科研人員進行部署和仿真。網絡中可采用兩種方式擴展單一集中式控制器：一種是通過提高自身控制器處理能力的方式，另一種是采用多控制器的方式來提升整體控制器的處理能力。然而對于大規模網絡來說，即使使用單個性能卓越的多線程控制器也無法完成相應的控制功能。

目前，控制器部署問題的研究主要集中在：控制器靜態部署和控制器動態部署兩個方面。對于前者：研究人員主要從網絡延時、負載均衡、可靠性、網絡開銷等方面設計控制器部署算法；對于后者：研究人員主要考慮網絡過載等情況發生時如何調整控制器管理域以保證網絡穩定運行。現有的靜態部署策略，往往考慮一個或兩個影響因素，沒有注意到控制器數量及眾多影響因素間的關系；現有的動態部署策略，往往考慮網絡出現問題時如何調整，未能注意到提前預測網絡變化，調整控制域；同時，缺乏對網絡規模擴張時，控制器負載變化情況的考慮。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種用于SDN網絡中多控制器部署的處理系統，以期能根據網絡狀態實時改變多控制器部署策略，保證網絡的負載均衡同時減小網絡傳輸時延，從而實現網絡在任意時刻的平穩運行。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明用于SDN網絡中多控制器部署的處理系統，是應用于由Openflow交換機、控制器伸縮池、控制器、狀態總線和控制總線所組成的SDN網絡中；所述Openflow交換機與處理模塊通過狀態總線進行通信，用于確定SDN網絡所處狀態；所述處理模塊與控制器伸縮池通過控制總線進行通信，用于確定SDN網絡所需所述控制器的個數；所述處理模塊與控制器通過控制總線進行通信，用于確定所述控制器的優化部署方案；所述控制器伸縮池與控制器通過控制總線進行通信，用于確定所述控制器的激活狀態；

本發明用于SDN網絡中多控制器部署的處理系統的特點是，所述處理模塊包括：監控單元、靜態部署單元、網絡流預測單元、應急系統管理單元、優化調整單元和控制器伸縮單元；