[發(fā)明專利]一種基于模糊邏輯的SDN負載均衡方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811550672.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109451052A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李國燕;劉毅;李凱心
• 申請（專利權(quán)）人: 天津城建大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程小艷

1.一種基于模糊邏輯的SDN負載均衡方法,其特征在于,包括如下步驟:

1)初始化OpenFlow網(wǎng)絡(luò)；

2)由改進的模糊邏輯均衡算法得到服務(wù)器狀態(tài)：負載均衡模塊通過SDN交換機收集服務(wù)器狀態(tài)信息，將CPU利用率、內(nèi)存利用率、I/O利用率和會話率作為模糊邏輯的輸入變量，并分別定義隸屬度函數(shù)，通過改進的模糊推理得到相應(yīng)的模糊等級，并通過模糊矩陣完成服務(wù)器狀態(tài)的評判；

3)計算服務(wù)器負載值，計算OpenFlow網(wǎng)絡(luò)負載均衡參數(shù)δ；

4)設(shè)定負載均衡調(diào)整閾值：

(1)判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負載均衡參數(shù)δ是否超出最大負載上限：若是，服務(wù)器負載處于飽和狀態(tài)，運用服務(wù)器遷移策略，開啟一臺服務(wù)器；若否，執(zhí)行下一步；

(2)判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負載均衡參數(shù)δ是否超出平均負載上限：若是，啟用模糊邏輯算法進行負載均衡調(diào)整，將當(dāng)前Web請求轉(zhuǎn)發(fā)給負載最小的服務(wù)器；若否，執(zhí)行下一步；

(3)判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負載均衡參數(shù)δ是否超過最低負載上限：若是，說明當(dāng)前虛擬服務(wù)器的負載分布較均衡，選擇是否繼續(xù)監(jiān)視整個服務(wù)器狀態(tài)；若否，執(zhí)行下一步；

(4)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負載均衡參數(shù)δ小于最低負載上限時，服務(wù)器負載處于閑置狀態(tài)，運用服務(wù)器遷移策略，休眠一臺服務(wù)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊邏輯的SDN負載均衡方法,其特征在于,所述步驟4)中根據(jù)實驗經(jīng)驗設(shè)定最大負載上限為0.8，最小負載下限為0.2，平均負載閾值為0.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊邏輯的SDN負載均衡方法,其特征在于,所述步驟2)中改進的模糊邏輯均衡算法采用支持OpenFlow協(xié)議的SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要對OpenDayLight控制器中現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制進行擴展，根據(jù)OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中虛擬服務(wù)器的負載狀態(tài)進行控制轉(zhuǎn)發(fā)，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器負載均衡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊邏輯的SDN負載均衡方法,其特征在于,所述步驟2)中模糊邏輯的系統(tǒng)分為三個部分：模糊化、模糊推理、解模糊化，對模糊化和模糊推理部分進行了設(shè)計和改進；

首先，分析SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中表征服務(wù)器負載狀況的性能參數(shù)，選用CPU利用率、內(nèi)存利用率、I/O利用率及會話數(shù)作為對服務(wù)器節(jié)點性能評價的負載參數(shù)，并將參數(shù)作為模糊邏輯算法的輸入變量,進而為每個輸入變量定義隸屬度函數(shù)，對變量和序列之間的隸屬關(guān)系進行映射，確定相應(yīng)的模糊等級序列；

其次，模糊推理中最重要的組成部分是模糊控制規(guī)則庫，經(jīng)典的模糊規(guī)則是利用數(shù)值變量或者利用語言變量構(gòu)成模糊規(guī)則；

對模糊推理進行改進，通過構(gòu)建模糊矩陣實現(xiàn)因素集到評語集的評判，得到虛擬服務(wù)器是候選服務(wù)器的可能性大小的程度。