一种基于三层结构模型的SDN负载均衡方案.PDFVIP

第３４卷第７期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３４Ｎｏ．７ ２０１７年７月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｊｕｌ．２０１７ 一种基于三层结构模型的ＳＤＮ负载均衡方案 刘必果　束永安 （安徽大学计算机科学与技术学院　安徽合肥２３０６０１） 摘　要　　交换机与控制器之间的静态映射关系会导致ＳＤＮ控制平面负载不均衡。针对这一问题，提出一种基 于三层结构模型的负载均衡方案ＳＭＬＢ。ＳＭＬＢ采用控制器管理层－控制器集群－数据层结构模式，通过迁移交 换机来改变交换机与控制器之间的静态映射关系，从而均衡控制平面负载。同时，ＳＭＬＢ在选择需要迁移的交换 机和空闲控制器时，综合考虑负载因素和距离因素。实验结果表明，ＳＭＬＢ可以有效均衡控制平面负载，降低网 络延迟，提高控制平面可拓展性。 关键词　　软件定义网络　负载均衡　交换机迁移 中图分类号　ＴＰ３９３　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１７．０７．０１７ ＡＬＯＡＤＢＡＬＡＮＣＩＮＧＳＣＨＥＭＥＯＦＳＤＮＢＡＳＥＤＯＮＴＨＲＥＥＴＩＥＲＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＬｉｕＢｉｇｕｏ　ＳｈｕＹｏｎｇａｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０６０１，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　ＴｈｅｓｔａｔｉｃｍａｐｐｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｗｉｔｃｈａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃａｕｓｅｓｔｈｅｌｏａｄｏｆＳＤＮｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｅ ｔｏｂｅｕｎｂａｌａｎｃｅｄ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇｓｃｈｅｍｅＳＭＬＢｂａｓｅｄｏｎｔｈｒｅｅｔｉｅｒ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．ＳＭＬＢｕｓｅｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌａｙｅｒ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｌｕｓｔｅｒ，ｔｈｅｄａｔａｌａｙｅｒｐａｔｔｅｒｎ．Ｔｏｂａｌａｎｃｅｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｅｌｏａｄ，ＳＭＬＢｃｈａｎｇｅｓｔｈｅｓｔａｔｉｃｍａｐｐｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｗｉｔｃｈａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｍｉｇｒａｔｉｎｇｓｗｉｔｃｈｂａｓｅｄｏｎ ｔｈｒｅｅｔｉｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ＳＭＬＢｏｖｅｒａｌｌｃｏｎｓｉｄｅｒｓｔｈｅｌｏａｄｆａｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆａｃｔｏｒｉｎｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓｗｉｔｃｈｔｏｂｅｍｉｇｒａｔｅｄａｎｄｉｄｌｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＳＭＬＢｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅ ｐｌａｎｅｌｏａｄａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｄｅｌａｙ，ｓｏａｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｅｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　Ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｆｉｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋ　Ｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇ　Ｓｗｉｔｃｈｍｉｇｒａｔｉｏｎ 近年来，关于分布式控制器已经有了一系列研究 ０　引　言 成果，研究发现限制分布式控制器系统性能的一个关 键因素是交换机与控制器之间的静态映射关系。这一 ［１－３］ ［４－５］ 软件定义网络ＳＤＮ 是一种控制平面与数据平 静态映射关系会造成控制平面的负载不均衡 。针 面分离，软件可编程的新型网络体系结构。控制平面 对这一问题，本文提出了基于三层结构模型的负载均 对数据平面上的