[發明專利]OpenStack加密鏈路節點分層方法與系統

有效

• 申請號: 202210535315.0
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN115277044B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 宋遙;謝崢;高慶官;殷慶榮;袁繼鋒;盧成遠
• 申請（專利權）人: 南京賽寧信息技術有限公司
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L67/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

本發明公開了一種OpenStack加密鏈路節點分層方法與系統。本發明首先獲取各節點兩兩之間的延遲，然后根據配置將中間節點按隨機生成初始排列；再計算排列中每個中間節點的延遲指數，并在中間層內按照延遲指數大小將節點重新排序，將所有中間節點的延遲指數加和，作為全局延遲指數；通過模擬退火算法對節點排列進行擾動，優先擾動延遲指數大的節點，以降低全局延遲指數；最后滿足算法終止條件時，即可獲得中間節點自動分層的結果。本發明通過有限次的迭代，可以獲得節點分層的近似最優解，可顯著提高加密鏈路構建的成功率，降低加密鏈路的通訊延遲，節約給加密鏈路調試調優的人力。

技術領域

本發明涉及一種基于模擬退火算法的OpenStack加密鏈路節點分層方法與系統，屬于網絡安全、計算機軟件領域。

背景技術

為了增強OpenStack集群中虛擬機的反跟蹤、反溯源能力，專利CN110191105B提供了一種OpenStack加密鏈路實現方法及系統。加密鏈路由網絡節點和若干個中間節點按順序連接而成，相鄰的節點間形成一條加密隧道，依次連通這些加密隧道，形成一條完整的加密鏈路。

為了提高OpenStack加密鏈路建立的成功率和可用性，專利CN113542077B公開了一種OpenStack加密鏈路管理方法和系統。如圖1所示，該發明首先將網絡節點與目標站點間的中間節點進行分層；再以網絡節點為起點，目標站點為終點，應用A星算法選取合適的中間節點作為加密鏈路使用的中間節點，組成加密鏈路。

在上述方法中，中間節點的分層可由該系統隨機分配，也可由用戶人工配置。但這兩種分層方法都存在不足：1、隨機分配沒有考慮節點之間的網絡連接質量，可能導致相鄰兩層中的節點網絡連接性差，組成的加密鏈路通訊延遲大、通訊質量低，甚至無法連通，在后續過程中也需要人工調試。2、人工配置的自動化程度低，為保證加密鏈路通訊質量，需要消耗大量人工工時對節點分層進行調試和調優。而且即使通過人工調試使得可以成功構建加密鏈路，也不能保證中間的節點分配處于使得加密鏈路延遲最小的最合理狀態。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的問題，本發明目的在于提供一種OpenStack加密鏈路節點分層方法與系統，基于模擬退火算法自動給中間節點分層，以提高加密鏈路構建的成功率，降低加密鏈路的通訊延遲。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種OpenStack加密鏈路節點分層方法，包括如下步驟：

步驟1、獲取各節點兩兩之間的延遲，所述節點包括OpenStack網絡節點、目標站點和加密鏈路中所有可用的中間節點；

步驟2、將中間節點按照設定的中間節點層數和各層中間節點個數隨機生成初始排列，作為當前狀態；設定初始退火溫度T；

步驟3、計算排列中每個中間節點的延遲指數，并在每一個中間層內，按照延遲指數大小將中間節點重新排序；其中每個中間節點的延遲指數為該節點的左鄰延遲指數和右鄰延遲指數的算術平均，所述左鄰延遲指數為該節點和其上一層所有節點的延遲的算術平均，所述右鄰延遲指數為該節點和其下一層所有節點的延遲的算術平均；

步驟4、將所有中間節點的延遲指數加和，作為全局延遲指數DIG；

步驟5、隨機選擇兩個中間層，在選中的兩個中間層中各選出一個中間節點交換位置，得到一個新的排列；其中優先選擇中間層中延遲指數大的節點；

步驟6、按照步驟3至步驟4的方法重新計算全局延遲指數DIG_new；

步驟7、若DIG_new小于DIG，則接受擾動后的排列作為當前狀態，否則按照概率接受擾動后的排列作為當前狀態；

步驟8、循環步驟5至步驟7，直到達到設定的迭代次數；