基于OpenFlow的控制器部署可靠性方案设计

张 , ,

(西安邮电大学 通信工程学院,西安 710121)

0 概述

第5代(5G)移动通信系统[1-2]具有很高的频谱利用率和能效,传输速度和资源利用率比4G通信系统高了一个数量级,因为这些优点,5G正成为通信领域的研究热点[3-4]。超密集异构网络技术作为5G的核心技术之一,具有网络规模大、网络节点数量多的特点,对传统网络管理构成新的挑战。传统网络管理依赖大量网络设备(如交换机、路由器等)以及各种用来驱动设备的复杂协议,通信网络故障率高、可扩展性差、网络管理任务繁重。软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)[5]作为一种新兴技术,是未来最具前途的网络架构之一[6-8]。SDN将复杂的网络管理功能集中到控制器上,控制器为OpenFlow交换机计算出转发数据分组的流表,OpenFlow交换机负责使用流表转发数据。该方式能极大提高网络资源利用率、简化网络管理流程、降低运营成本[9-10]。

SDN采取集中控制管理方式,如果控制器和OpenFlow交换机失连,将导致OpenFlow交换机丢弃所有与流表不匹配的数据包,这会对整个网络造成严重后果,因此,控制器和OpenFlow交换机的稳定连接对提高控制网络的可靠性十分重要[11]。

在提高SDN控制网络可靠性方面,一类方法通过解决链路故障率以及合理部署控制器来提高控制网络可靠性。文献[12]将整个SDN网络划分为多个控制域,在每个控制域中放置一个控制器,控制器在其控制域中选择合适控制路径,从而完成控制网络。文献[13]提出K-Critical算法来分割网络并选择控制器位置,其目的是处理故障并平衡所选控制器间的负载。……