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专利号: 2018100265532
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:建模控制器故障及切换模型;

S2:建模网络总能耗;

S3:建模主控制器与交换机间通信能耗;

S4:建模主控制器间通信能耗;

S5:建模主控制器与备份控制器间通信能耗;

S6:建模控制器关联标识符限制条件;

S7:建模交换机时延限制条件;

S8:建模控制器负载限制条件;

S9:在满足交换机、主控制器及备份控制器限制条件下,基于网络总能耗最小化确定控制器部署策略。

2.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:所述步骤S1具体为:假设网络中存在主控制器及各级备份控制器,控制器故障概率为Pf;若主控制器发生故障,其所关联交换机将切换至第1级备份控制器;若第r-1级备份控制器发生故障,该控制器所关联交换机将切换至第r级备份控制器,1≤r≤R,R为网络中主控制器最大备份级数。

3.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S2中,假设网络中所有交换机处均能部署控制器,分别以Vi和Cj表示网络中第i个交换机和部署在第j个交换机处的控制器,1≤i,j≤N,N为网络中交换机数目,建模网络总能耗为主控制器与交换机间通信能耗、主控制器间通信能耗及主控制器与备份控制器间通信能耗之和,即E=Esc+Ec1+Ec2,其中,Esc为主控制器与交换机间通信能耗,Ec1为主控制器间通信能耗,Ec2为主控制器与备份控制器间通信能耗。

4.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:所述步骤S3具体为:主控制器与所关联交换机之间传输流请求消息能耗和,即其中, 为Vi与Cj关联时,Vi传输流请求所需能耗,xi,j为主控制器与交换机关联标识符,xi,j=1表示Vi与Cj关联,否则,xi,j=0,1≤i,j≤N;

定义为Vi与Cj之间各跳链路能耗和,即 其中, 表示Vi与Cj之间第h跳由 和 直接相连链路的能耗,1≤h≤Hi,j,Hi,j表示Vi和Cj之间传输路径跳数,且定义为 其中, 表示 输出端口存储及发送信息所需能耗, 表示 输入端口接收及存储信息所需能耗, 表示 处理每比特信息所需能耗;

定义为 其中, 和 分别表示 输出端口发送速率

及输出端口以最大发送速率工作所需能耗, 为 的函数,定义为frp(x)=

0.00062x+0.38;所述 定义为 其中, 和 分别表示 输入端口接收速率及输入端口以最大接收速率工作所需能耗;所述 定义为其中, 表示 发送到 的流请求消息大小,其中,λi和β分别表示Vi流请求消息速率及消息大小; 表示流表大小, 和 分别表示 匹配每比特数据所需能耗及对数据执行操作所需能耗。

5.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S4中,建模主控制器间通信能耗为传输同步信息所需能耗,即 其中,为Ci和Cj关联时各跳链路传输同步信息所需能耗之和,yi为主控制器标识符,yi=1表示主控制器放置在交换机Vi处,否则,yi=0;

定义为 其中, 表示Ci与Cj之间第h跳由 和 直接相连链路的能耗;

定义为 其中, 表示 处理每比特信息所需

能耗,定义为 其中, 表示 发送到 的同步信息,

6.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S5中,建模主控制器与备份控制器间通信能耗,即 其中,为备份控制器选择标识符, 表示Cj选择Ck作为第r级备份控制器,否则,

7.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S6中,建模控制器关联标识符限制条件为

8.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S7中,建模交换机时延限制条件为 其中,Di,j为Vi与Cj关联时时延,为Vi可允许最大时延;

Di,j定义为 其中, 分别表示Vi与Cj之间第h跳链路长度及链路传输速率,v0为电磁波传播速度。

9.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S8中,建模主控制负载限制条件为 其中,Uj表示Cj的容量。

10.根据权利要求1所述的一种软件定义网络弹性控制器部署方法,其特征在于:在步骤S9中,在满足交换机、主控制器及备份控制器限制条件下,基于网络总能耗最小化确定控制器部署策略,即