基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术的一种基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法、系统及设备，通过现有的网络连接拓扑图，将该链路传输延迟作为两个节点之间的距离权值；根据每条链路之间的权值得到各个节点之间的理论距离并作为FPS算法中的计算节点之间的逻辑距离；得到N个位置的节点位置作为核心控制器的部署地点，根据每个控制器的存储容量或连接数量分配对应大小的区域作为其分区域，以每个核心控制器作为FPS算法中起点，以得到的理论距离为节点间的逻辑距离再构造M个节点的集合作为区域控制器的部署地点。本发明专利技术使SDN控制器部署的更加均匀，使控制器与交换机之间的连接链路的时延开销、负载、存储容量等都相应的规划，使整个网络更加稳定与可靠。靠。靠。

【技术实现步骤摘要】
基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及SDN控制器部署
，具体涉及一种基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]SDN是一种将网络控制平面与转发平面分开的技术，使得控制平面和数据平面可以独立演进，此外还设计了逻辑集中的、开放的、可编程的控制平面以及统一的、标准化的南向接口，实现了更加自动化的配置和基于策略的网络资源管理。SDN自提出以来，相关研究和产业化应用迅速展开，为未来网络的创新突破提供了新的方向。
[0003]对于大规模网络而言，通常会将控制器划分为多个组成域的形式。当仅使用单一集中式控制器来处理交换机请求时，其他域的交换请求就会有较大延迟，从而影响其他域的网络处理性能，当网络规模进一步扩大时，这种延迟将变得无法忍受。此外，这种控制模式还有单点失效问题。如果在整个网络中分布多个控制器，并保持逻辑中心控制特性，这样每个交换机与自己毗邻的控制器进行交互，减小了延迟，避开了单点失效问题，从而整个网络的性能得以提升。
[0004]总的来说，随着网络拓扑结构的扩大及网络流量的增加，单个SDN控制器在管理网络时受到了扩展性、可靠性等多方面限制，很难保证大型网络拓扑结构下的网络质量。因此对于给定的网络拓扑结构，对多个SDN控制器的部署位置进行管理是实现网络快速响应的有效方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出的一种基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法、系统及设备，可至少解决
技术介绍
中的技术问题之一。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法，包括以下步骤，首先通过现有的网络架构中交换机或者路由器得到各个交换机或路由器节点的网络连接拓扑图，以及各个链路间的链路传输延迟，将该链路传输延迟作为两个节点之间的距离权值；然后根据每条链路之间的距离权值得到各个节点之间的理论距离；通过FPS算法，首先得到N个位置的节点位置作为核心控制器的部署地点，并根据每个控制器的存储容量或连接数量分配对应大小的区域作为分区域，并且在每个分区域内，以每个核心控制器作为FPS算法中起点，以上述得到的理论距离为节点间的逻辑距离再构造一个M个节点的集合作为区域控制器的部署地点。
[0007]进一步地，在进行核心控制器的选取的时候，选择的是主干网络上的交换机或路由器作为FPS算法中的节点集合B，将选取出来的节点集合记为A，集合A中元素的个数为k，节点间的逻辑距离是通过对节点间链路之间的延迟Di,j作为理论距离的权值。
[0008]进一步地，还包括SDN核心控制器部署步骤：S11、假设主干网络中的交换机或路由器的节点数量为n，采样出的节点数量为N个点，Nn，则整个点集F = {f1,f2,
…
,fn}；对于第一个点的选取，将对点集F中的所有节点之间的传输延迟Di,j进行计算排序，，其中为该点的延迟总量，i和j代表编号为i和j的节点，Di,j则为两个节点之间的传输延迟；计算好每个节点的传输延迟之后，则对传输延迟进行排序，取传输延迟总量最小的节点作为第一个点的选取，若有两个及以上节点的传输延迟总量相等，则随机从中选取一个节点作为第一个点的选取，将该fi节点放置到集合A中，则集合A= {fi}，并且将F集合中除掉fi节点之后的其它节点集合放到集合B中；S12、计算剩余n
‑
1个点到fi的距离，并且选择距离最大的节点，假设为fj，并将这个节点写入到集合A中，A={fi,fj}，并且将B集合中的fj节点删除，剩余n
‑
2个节点；S13、计算出B集合中剩余的n
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2个点到A集合中的点fi的距离，并选取最小的距离值假设为di，其中假设点为fk，再计算n
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2个点距离A集合中的fj的距离，并选取最小的距离值假设为dj，其中假设点为fl，随后选取di和dj中比较大的值，假设di>dj；则将选取fk放入到点集A = {fi,fj,fk}，并且将B集合中的fk节点删除，剩余n
‑
3个节点；S14、重复上述步骤S13，直到选出需要的采样点个数N时，终止运行；并且将选出来的节点的交换机或路由器的地方直接部署核心控制器，完成整个网路中核心控制器的部署。
[0009]进一步地，对于选取好的每个核心控制器对应为一个SDN控制区域，在该区域内，由核心控制器与其他区域的核心控制器进行相关信息的交互，从而得到整个网络的拓扑图；并且根据每个区域内的交换机或者路由器的数量大小来定义给区域内的区域控制器的数量。
[0010]进一步地，还包括SDN区域控制器部署步骤：假设该区域内的总量为S，每个控制器的交换机连接数量为100，该区域控制器的数量为M = S/100；在该区域内，FPS采样点的第一个点则以核心控制器作为第一个元素，然后再选取出M个节点，终止运行；并且将选取出来的交换机或路由器节点的位置部署区域控制器，区域内的控制器则将与自己相连接的交换机进行管理，得到相应的局部网络拓扑图，然后区域内的控制器则将本身的局部网络拓扑图进行共享，完成区域内部的网络拓扑图，以及相关路由协议的一致性。
[0011]另一方面，本专利技术还公开一种基于FPS算法的分布式SDN控制器部署系统，包括核心控制器部署系统和区域控制器部署系统；核心控制器部署系统将整个网络分为若干区域，每个区域里面都有一个核心控制器，核心控制器不仅是对其区域内部的路由协议以及路径拓扑图的规划与存储，也对其他区域内的核心控制器进行信息的交互，使得每个核心控制器都能够有整个网络的拓扑结构；
区域控制器部署系统在每个核心控制器所在的区域内，都分配有区域控制器，区域控制器不仅是用于对区域内部连接的交换机或路由器的相关协议的分配与编辑，而且对于核心控制器也是起到一个备用的作用，在核心控制器出现问题后，区域内部的其他控制器会立即接管核心控制器的位置，与其他区域的核心控制器进行交互，当有区域内核心控制器已经得到其他区域的核心控制器的反馈之后，则该区域控制器就成为本区域的核心控制器。
[0012]进一步地，运营商在定期的核查后也会及时的在本区域重新部署一个新的区域控制器，防止该区域控制器的负载较大。
[0013]又一方面，本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
[0014]再一方面，本专利技术还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上方法的步骤。
[0015]由上述技术方案可知，为了解决SDN控制器部署问题，本专利技术基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法根据FPS算法使得在整个网络中，SDN控制器部署的更加均匀，使得控制器与交换机之间的连接链路的时延开销、负载、存储容量等都进行了相应的规划，使得整个网络运行的更加稳定与可靠。
[0016]具体的说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法，其特征在于，包括以下步骤，首先通过现有的网络架构中交换机或者路由器得到各个交换机或路由器节点的网络连接拓扑图，以及各个链路间的链路传输延迟，将该链路传输延迟作为两个节点之间的距离权值；然后根据每条链路之间的距离权值得到各个节点之间的理论距离；通过FPS算法，首先得到N个位置的节点位置作为核心控制器的部署地点，并根据每个控制器的存储容量或连接数量分配对应大小的区域作为分区域，并且在每个分区域内，以每个核心控制器作为FPS算法中起点，以上述得到的理论距离为节点间的逻辑距离再构造一个M个节点的集合作为区域控制器的部署地点。2.根据权利要求1所述的基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法，其特征在于：在进行核心控制器的选取的时候，选择的是主干网络上的交换机或路由器作为FPS算法中的节点集合B，将选取出来的节点集合记为A，集合A中元素的个数为k，节点间的逻辑距离是通过对节点间链路之间的链路传输延迟作为理论距离的权值。3.根据权利要求2所述的基于FPS算法的分布式SDN控制器部署方法，其特征在于：还包括SDN核心控制器部署步骤：S11、假设主干网络中的交换机或路由器的节点数量为n，采样出的节点数量为N个点，Nn，则整个点集F = {f1,f2,
…
,fn}；对于第一个点的选取，将对点集F中的所有节点之间的链路传输延迟Di,j进行计算排序，，其中为该点的延迟总量，i和j代表编号为i和j的节点，Di,j则为两个节点之间的传输延迟；计算好每个节点的传输延迟之后，则对传输延迟进行排序，取传输延迟总量最小的节点作为第一个点的选取，若有两个及以上节点的传输延迟总量相等，则随机从中选取一个节点作为第一个点的选取，将该fi节点放置到集合A中，则集合A= {fi}，并且将F集合中除掉fi节点之后的其它节点集合放到集合B中；S12、计算剩余n
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1个点到fi的距离，并且选择距离最大的节点，假设为fj，并将这个节点写入到集合A中，A={fi,fj}，并且将B集合中的fj节点删除，剩余n
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2个节点；S13、计算出B集合中剩余的n
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2个点到A集合中的点fi的距离，并选取最小的距离值假设为di，其中假设点为fk，再计算n
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2个点距离A集合中的fj的距离，并选取最小的距离值假设为dj，其中假设点为fl，随后选取di和dj中比较大的值，假设di>dj；则将选取fk放入到点集A = {fi,fj,fk}，并且将B集合中的fk节点删除，剩余n
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【专利技术属性】
技术研发人员：李晓风，许金林，赵赫，李皙茹，程龙乐，方世玉，
申请(专利权)人：安徽中科晶格技术有限公司，
类型：发明
国别省市：