[發明專利]一種基于鏈路屬性的控制器集群負載分擔方法

有效

• 申請號: 202011261774.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112305973B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 婁陽;張學敏;徐耀峰;任占廣;任樂源
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于鏈路屬性的控制器集群負載分擔方法，屬于通信網絡技術領域。該方法通過花費公式計算交換節點到各控制器的開銷，從控制器直連節點開始，向網絡內部節點遍歷，通過完成交換設備的管控域劃分，實現控制器集群的負載分擔。本發明綜合考慮交換設備至控制器的鏈路跳數、時延、帶寬、使用情況，對交換設備進行管控域的劃分，實現控制器集群的負載分擔，保證了控制器對設備管控的可靠性、及時性與有效性，并針對網絡拓撲狀態的動態變化，設計了鏈路增加、鏈路刪除情況下的負載分擔調整方法，實現了控制器負載分擔的動態調整。

技術領域

本發明涉及通信網絡技術領域，特別是指一種基于鏈路屬性的控制器集群負載分擔方法。

背景技術

隨著SDN軟件定義網絡技術的應用，單一控制器集中管控的方式已難以適用于規模、復雜度不斷增長的網絡，控制器集群的模式被提出來實現控制平面的彈性擴展，控制器集群由多個控制器組成，如何處理控制器之間的管控劃分，實現控制器之間的負載分擔，越來越重要。

面向大規模網絡的管控，帶外控制模式下控制器與交換機之間需要專用控制通道進行轉發，難以適用于跨地域、大范圍的廣域網。帶內控制模式，相比建立專線的帶外控制模式，可減少大規模網絡部署的復雜度。

針對適用于大規模網絡管控的帶內控制模式，帶內控制通道的跳數、帶寬、時延等屬性對控制器進行交換設備管控的影響很大，有必要研究帶內控制通道下基于鏈路屬性的控制器集群負載分擔方法，實現控制器對交換設備的合理管控。

發明內容

本發明針對上述背景技術中的控制器集群在帶內控制通道模式下的負載分擔問題，提出了一種基于鏈路屬性的控制器集群負載分擔方法，它通過綜合考慮交換設備至控制器的鏈路跳數、時延、帶寬、使用情況，對交換設備進行管控域的劃分，實現控制器集群對網絡的負載分擔管控。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于鏈路屬性的控制器集群負載分擔方法，包括如下步驟：

(1)將多個控制器通過交換設備構成集群，控制器與交換設備建立南向接口協議連接；

(2)將與控制器直連的交換設備放入相應控制器的管控域內，并設置這些交換設備的管控開銷為0；

(3)判斷是否還有未放入管控域內的交換設備，若有，則執行步驟(4)～(6)，若無，則完成初始負載分擔；

(4)對于各個未放入管控域內的交換設備，分別執行步驟(5)～(6)，然后返回步驟(3)；

(5)對于交換設備i，遍歷其所有直連鏈路，找到各直連鏈路的對端交換設備；若交換設備i存在至少一個對端交換設備在管控域內，則執行步驟(6)，否則在本次循環中跳過交換設備i；

(6)針對交換設備i的每一對端交換設備j，通過花費公式計算交換設備i通過對端交換設備j到其所屬控制器的管控開銷，選出管控開銷最小的對端設備j，將交換設備i放入交換設備j所屬的控制器管控域內；

完成初始負載分擔后，若網絡拓撲發生變化，則相應地執行步驟(7)或(8)：

(7)當網絡拓撲中增加一條鏈路時，控制器集群的Leader節點通過花費公式計算該鏈路源節點交換設備k通過新增鏈路目的節點，到該目的節點所屬控制器的管控開銷；若比原管控域的管控開銷小，則將源節點交換設備k變更到目的節點所屬控制器的管控域內，并執行步驟(9)，否則保持原有管控域；

(8)當網絡拓撲中減少一條鏈路時，若鏈路源節點交換設備k通過該鏈路加入管控域，則采用步驟(6)的方式重新劃定該源節點交換設備k的管控域，并執行步驟(9)，否則保持原有管控域；

(9)遞歸遍歷所有通過交換設備k加入管控域的交換設備，移除其所屬管控域，采用步驟(3)～(6)的方式重新劃定這些交換設備的管控域。