论文研究-SDN中基于通信代价优化的控制器部署策略 .pdf

所需积分/C币:19 2019-08-17 10:57:14 293KB .PDF
29
收藏 收藏
举报

SDN中基于通信代价优化的控制器部署策略,付鑫峰,张杰,软件定义网络(Software defined networks,SDN)通过将控制功能与转发功能分离,借助控制平面的集中化实现网络的灵活性和开放性,为网络��
山国武技论文在线 收到 消息,经解析确认为数据流建立请求,并在其管理的网络中发现控 制器具有的地址,转发逻辑以流表方式下发给控制器和 和收到流表 后解析流表转发逻辑,在域内进行选路计算,将域内转发逻辑与到的转发逻辑下发 流表给所有相关交换机。交换机收到控制器下发的逻辑流表,进行匹配,路径上面的所有交 换机开始安装流表,依照流表的转发操作将数据分组传递到,至此不同域中的到 的数据流建立完成 问题描述 拓扑聚合 本文研究层次化控制器部署问题时,由于多域控制器不需要得知管辖范围内所有的拓扑 信息,为了节约控制器资源,针对多或控制器控制域划分问颞使用只保留边缘节点,边缘节 点之间顺时针连接的方式进行拓扑聚合。 愈 OUT N 图拓扑聚合 如图所示,左侧图拓扑被分为三个域,分别为{ 和{ }’为抽象前原始拓扑。其中,{ }各点为边缘交换机, 故右图抽象后的拓扑仅保留这些交换机。而且{}、 和{ }分别为同一 域中的点,故采用顺时针连接的方式。 模型建立 将集合 λzB定义为问题的输入,其中 用来表小 网终,表小 交换机集合,表示链路集合。[ ]为·个向量,表示控制架构中每层控制器的 个数,为控制器的层数,表示第层控制器的数日。2为一个|×的矩阵,表示网络 中的数据流分布,其中λ表小交换机发往交换机的数据流数目。τ为控制器处理一条流 表所需要的时间。B为控制器处理时延和数据流传输时延之间的均衡因子 集合 表示控制器的域归属信息,其中表示第 层第个控制器 表示控制器所控制的聚合后的子拓扑,其中表示该子拓 扑中的交换机集合,表示该了拓扑中的链路集合。 使用∈表示交换机的归属关系,如果交换机被控制器控制,则为, 否则为。 表示控制器的归属关系,如果控制器部署在交换机上,则为 ,否则为 山国武技论文在线 本文利用 算法计算源交换札到宿交换机之间的最短距离造成的传输吋廷 定义为网络中总的通信代价,计算公式如下 ∑∑∑λ +-B∑∑∑ 2 其中∑∑∑∑花 代表数据流源节点到所属单域控制器的部署节点的传输时延 的和,∑∑∑∑况z 代表薮据流被控制器处理产生时延的和。 则该模型的目标函数为 其约束条件如下: B≤,() ≤∑∑ <<< 其中,目标函数式()表示该模型以最小化通信代价为方向。约束式()表示最高层控制 器个数为个,且随着层次的下降个数递增,但最大值小于交换机个数。约東式()限制 了均衡因子的范围。约束式()表示部署在每个交换机上的控制器个数不能高于控制器的 层数。约束式()表示每个控制器都能且只能部署在一个交换机上。 部署算法 本硏究依赖于上一节得岀的模型,采用算法,先进行层次化控制域划分,然后将 控制器并行部署,从而提高工作效率。 表 算法 步骤 算法描述 设置参数 λrβ,初始化= 以交换机发出数挺流数量为衡量标准,根据当前拓扑信息进行拓扑初始划分,保 讦控制域发出数捱流数量均衡 利用贪算法,对步骤的拓扑划分结果进行全局优化,保证全局域间流量最小 化 对划分后的结果进行拓扑聚合操作,只保留边缘节点,且边缘节点之间采用顺时 针连接,=+ 車复步骤 直至 以最小通信代价为日标,部署单域控制器 以最小到下层控制器传输时延为目标,部署多域控制器,=+ 重复步骤,直至 结束 山国武技论文在线 仿真结果与分析 仿真环境 为了评估本研宄提出的算法,本文使用 和 软件作为仿真平台,取 处理数据流平均时间为τ=,实验场景模型使用了 系列拓扑进行网络搭 建,只体拓扑信息如表所小 表 拓扑信息 名称 节点数链路数 平均节点度 结果分析 为了验证算法的合理性,本文中的数据流量矩阵为随机生成得到,主要研究了不同均衡 因子下针对于不冋拓扑的通信代价和不冋控制域个数下不冋算法的通信代价。 30 sw itches -HCP 一E0 switches -75 switches Rard om --100 switches 0 35 均衡因子6 控制域个数个 图通信代价 均衡因子;算法对比 图中图为通信代价与均衡因子的关系图,实验中使用 中的个拓扑分 别进行测试,经分析得到对于每个拓扑,随着均衡因子B从增长到,每个拓扑对应的通 信代价均呈现出先下降后上升的趋势,且大致在β=时取得最小值,此时网络状态达到 最优 图依赖于中的结果,选取β=,拓扑选择节点的 通过将 本文提出的算法与算法、随机部署算法进行对比,证明了对于相同的控制域个 只有较低的通信代价。从图中可以看出,随着控訇域个数的增加,右图源交换机 到控制器的传输时延得到显著降低,邇信代价逐渐卜降ε冋时随着控制域个数的増加 进行区域划分时得到的域间链路个数越来越接近,所以与 的差距也逐 渐缩小。 山国武技论文在线 讨论与结论 本文提出了算法,其基本思想是基于层次化控制架构下,通过域的粗划分和细划 分,保证产生最少的域间链路,从而降低了控制器的处理时延,提高了工作效率。 值得注意的是,多域控匋器由于更多承担转发的功能,所以选择多域控制器的部署位置 时以最小化时延为目标 由丁该算法与模型只考虑了静态网络的优化,对」动态网络的解决能力欠缺。针对」动 态网络,可以考虑添加控制器迁移策略,应对局域数据流爆发导致控制器一时无法及时处理 的情况,使整个系统能够更加灵活和稳定。 参考文献

...展开详情
试读 6P 论文研究-SDN中基于通信代价优化的控制器部署策略 .pdf
立即下载 低至0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
一个资源只可评论一次,评论内容不能少于5个字
您会向同学/朋友/同事推荐我们的CSDN下载吗?
谢谢参与!您的真实评价是我们改进的动力~
关注 私信
上传资源赚钱or赚积分
最新推荐
论文研究-SDN中基于通信代价优化的控制器部署策略 .pdf 19积分/C币 立即下载
1/6
论文研究-SDN中基于通信代价优化的控制器部署策略 .pdf第1页
论文研究-SDN中基于通信代价优化的控制器部署策略 .pdf第2页

试读结束, 可继续阅读

19积分/C币 立即下载 >