基于博弈论的SDN主控制器重选机制

樊自甫，周凯恒，姚 杰

(重庆邮电大学 下一代网络研究所，重庆 400065)

0 引言

软件定义网络(Software Defined Network, SDN)[1]是近年来新兴的网络技术，它将控制平面与转发平面相分离，控制平面由单独的主机构成的控制器来运行，并且可以控制整个网络的交换机。该结构使得控制器可以掌握全局网络视图，并且还能进一步通过定义南向接口来设计可编程交换机，但是，在SDN中资源耗尽型事件(例如Packet-In报文)可能导致单一的控制器过载[2]，因此，目前研究提出了分布式控制结构来解决这个问题。分布式控制主要有两种结构：扁平结构[3]，从水平方向上扩展；垂直结构[4]，从顶层的根控制器到叶控制器。这两种分布式结构很好地克服了集中式单控制器的缺点；然而网络的流是突发并且分布不均匀的，固定的控制器配置很难使控制器适应网络的复杂状况。

OpenFlow (OF)[5]协议在1.3版本中突出每个交换机可以有三种角色：主控制器(Master)、从控制器(Slave)和等价控制器(Equal)。等价控制器与主控制器有相同的权限，但从控制器只能读取交换机状态，不能控制交换机。控制器的角色是可以根据网络状态来变化的。通过调整控制器角色的状态，可以实现对网络的控制，从而达到负载均衡。

Dixit等[6]提出了一种分布式控制器结构“ElastiCon”，这种结构使控制器池里的剩余控制器可以根据网络状态增加和减少，以此来迁移控制器之间的负载，但是并没有详细描述负载状态如何评估，以及目的控制器如何选择。

Bari等[7]同样突出了一种弹性结构，它可以在不同的网络状态下改变控制器的数量和位置，并且完成交换机和控制器之间的重部署，但是该方法没有说明迁移需要考虑的因素。……