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专利号: 202110558671X
申请人: 河南工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于稳定匹配的SDN分布式控制平面负载均衡方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1、网络初始化

控制平面的控制器集合为C={c1,c2,…,cM},数据平面的交换机集合为S={s1,s2,…,sN};SDN控制器中设有监控模块,该监控模块搜集所有交换机向各控制器发送Packet‑In请求的数量,并统计这些Packet‑In请求对各控制器带来的负载压力,然后识别出控制平面中过载的控制器,进而形成过载控制器集合Coverloaded;

步骤S2、在过载控制器集合Coverloaded={c′1,c′2,…,c′U}中,每个控制器均执行分布式的计算任务,即待迁移交换机筛选,进而各自筛选出自身的待迁移交换机,最终得到数据平面中待迁移交换机总集合Smigrated={s′1,s′2,…,s′V},其中U≤M,V≤N;

步骤S3、在轻载控制器集合Clight={c″1,c″2,…,c″M‑U},即在{C‑Coverloaded}中选举出最轻载控制器clightest,并执行集中式计算任务,具体包括以下步骤:S3.1、资源块分割;

S3.2、确定待迁移交换机与轻载控制器之间的偏好列表;

S3.3、G‑S稳定匹配,具体为:输入待迁移交换机的集合Smigrated与轻载控制器资源的集2

合R,以及彼此之间的偏好列表Ps[][]与Pr[][],通过O(n)时间复杂度的稳定匹配过程,输出待迁移交换机与轻载控制器资源的匹配结果 并根据资源编号查找对应轻载控制器,完成待迁移交换机与轻载控制器之间的匹配;

si是指第i个待迁移交换机,rh是指第h个轻载控制器资源;

步骤S4、所得最轻载控制器clightest将匹配结果分配到各个轻载控制器与待迁移交换机中,执行最终的交换机迁移以完成负载均衡过程。

2.根据权利要求1所述的基于稳定匹配的SDN分布式控制平面负载均衡方法,其特征在于:所述步骤S2中待迁移交换机筛选的具体方法为:S2.1、计算整个控制平面中所有控制器的平均负载作为负载均衡基准其中 表示第k个控制器ck的负载;

S2.2、计算当前过载控制器与负载均衡基准之间的超出负载值diff;

diff=loadcurrent‑avg,其中loadcurrent表示当前控制器的负载;

S2.3、通过队列的方式,筛选出当前过载控制器所管理交换机列表中的负载总和与diff相近且彼此之间负载相近的待迁移交换机,并加入待迁移交换机总集合Smigrated集合中。

3.根据权利要求1所述的基于稳定匹配的SDN分布式控制平面负载均衡方法,其特征在于:所述步骤S3.1中资源块分割的具体方法为:S3.1.1、收集所有轻载控制器的剩余资源,所述剩余资源即所有轻载控制器的与负载均衡基准avg相比的可接收负载量,并整理为控制平面的资源集合A={α1,α2,…,αM‑U};

S3.1.2、根据如下公式,将轻载控制器中的所有资源切分为与待迁移交换机集合数量|Smigrated|相同的资源块,并定义为“资源”;

其中,αk表示第k个控制器具备的资源,即所能够接受迁移负载的能力;

S3.1.3、在轻载控制器集合Clight中平均分配出V块近似大小的“资源”,V是指待迁移交换机的数量。

4.根据权利要求1所述的基于稳定匹配的SDN分布式控制平面负载均衡方法,其特征在于:所述步骤S3.2中确定待迁移交换机与轻载控制器之间的偏好列表基的具体步骤为:S3.2.1、对于待迁移交换机对于轻载控制器的偏好基于如下公式:其中,si表示第i个交换机,rh∈cj,即第h个资源rh来自于第j个控制器cj,qk表示该轻载控制器ck所持有的资源数量,dij表示第i个待迁移交换机si与第j个目标轻载控制器之间cj的距离,ω表示在待迁移交换机对轻载控制器偏好中轻载控制器所持有资源数量与迁移距离之间的权重;

S3.2.2、对于轻载控制器对于待迁移交换机的偏好基于如下公式,其中 表示第i个交换机si所携带的负载量: