一種軟件定義網絡控制器集群的調度方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及網絡技術領域，具體涉及一種軟件定義網絡控制器集群的調度方法。
【背景技術】
[0002] 目前，軟件定義網絡（Software Defined Network, SDN)控制器的調度方案大致包 括兩種，一種是基于雙機熱備的調度方案，其架構如圖1所示，平時由主控制器節(jié)點負責接 管所有的交換機，在主控制器節(jié)點出現宕機時，由備控制器節(jié)點接管所有的交換機；其缺點 是負載壓力都集中在單個控制器節(jié)點上，處理性能較低。
[0003] 另一種是通過第三方管理者進行控制器集群的調度方案，其架構如圖2所示，在 所有控制器節(jié)點之外加入一個第三方管理者，負責管理調度集群中的所有控制器節(jié)點；所 有的控制器節(jié)點都是通過該第三方管理者分配交換機的接管任務；如果控制器節(jié)點出現宕 機，第三方管理者將重新調度交換機接管任務；其缺點是如果第三方管理者出現宕機，會影 響整體網絡系統(tǒng)的運行，同時，由于控制器集群的節(jié)點數量上限受第三方管理者的程序調 度性能影響，使得第三方管理者的性能會成為整體集群的瓶頸。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明針對現有技術中軟件定義網絡控制器的調度方案處理性能較低或受限于 第三方管理者的性能等技術問題，提出一種具有更高性能的軟件定義網絡控制器集群的調 度方法。
[0005] 以下分別基于同步數據修復方法和負載均衡方法對本發(fā)明提出的一種軟件定義 網絡控制器集群的調度方法進行介紹。
[0006] 1.基于同步數據修復方法
[0007] 本發(fā)明提出的一種軟件定義網絡控制器集群的調度方法，所述軟件定義網絡控制 器集群包括若干控制器節(jié)點；每個控制器節(jié)點相應擁有一份Hash表，每份Hash表的數據包 括：各個控制器節(jié)點的標識、各個控制器節(jié)點負責接管的交換機的標識、各個控制器節(jié)點的 負載因子；其中，每個控制器節(jié)點只允許修改其擁有的Hash表中由其負責接管的交換機的 標識以及其負載因子；每個控制器節(jié)點修改了其擁有的Hash表中的數據時，需將其修改的 數據同步到其他控制器節(jié)點中，由其他控制器節(jié)點相應更新各自擁有的Hash表中的數據；
[0008] 所述調度方法包括同步數據修復方法，所述同步數據修復方法包括：
[0009] 本控制器節(jié)點查詢當前連接到本控制器集群中的交換機的標識；
[0010] 根據本控制器節(jié)點擁有的Hash表中的數據，判斷查詢到的標識對應的交換機的 接管情況；
[0011] 根據所述接管情況，確定是否執(zhí)行Hash表數據修復；所述Hash表數據修復包 括：對本控制器節(jié)點所擁有的Hash表中的數據進行修復，同時對其他控制器節(jié)點所擁有的 Hash表中相應的數據進行同步修復。
[0012] 優(yōu)選的，所述查詢當前連接到本控制器集群中的交換機的標識具體通過openf low 協議進行查詢。
[0013] 優(yōu)選的，所述根據所述接管情況，確定是否執(zhí)行Hash表數據修復的步驟包括：
[0014] 根據本控制器節(jié)點擁有的Hash表中的數據，判斷接管所述查詢到的標識對應的 交換機的控制器節(jié)點數量；
[0015] 若所述控制器節(jié)點數量等于1，則不執(zhí)行Hash表數據修復。
[0016] 優(yōu)選的，所述根據所述接管情況，確定是否執(zhí)行Hash表數據修復的步驟還包括：
[0017] 若所述控制器節(jié)點數量等于0,則通過openf low協議接管所述查詢到的標識對應 的交換機，并執(zhí)行Hash表數據修復。
[0018] 優(yōu)選的，所述根據所述接管情況，確定是否執(zhí)行Hash表數據修復的步驟還包括：
[0019] 若所述控制器節(jié)點數量大于1，則根據本控制器節(jié)點所擁有的Hash表中的數據判 斷所述查詢到的標識對應的交換機是否由本控制器節(jié)點接管；若是，則執(zhí)行Hash表數據修 復。
[0020] 2.基于同步負載均衡方法
[0021] 本發(fā)明提出的一種軟件定義網絡控制器集群的調度方法，所述軟件定義網絡控制 器集群包括若干控制器節(jié)點；每個控制器節(jié)點相應擁有一份Hash表，每份Hash表的數據包 括：各個控制器節(jié)點的標識、各個控制器節(jié)點負責接管的交換機的標識、各個控制器節(jié)點的 負載因子；其中，每個控制器節(jié)點只允許修改其擁有的Hash表中由其負責接管的交換機的 標識以及其負載因子；每個控制器節(jié)點修改了其擁有的Hash表中的數據時，需將其修改的 數據同步到其他控制器節(jié)點中，由其他控制器節(jié)點相應更新各自擁有的Hash表中的數據；
[0022] 所述調度方法包括負載均衡方法，所述負載均衡方法包括：
[0023] 根據本控制器節(jié)點擁有的Hash表中的數據，判斷本控制器節(jié)點的負載狀況和其 他控制器節(jié)點的負載狀況，相應執(zhí)行本控制器節(jié)點與其他控制器節(jié)點之間的負載均衡；
[0024] 優(yōu)選的，所述根據本控制器節(jié)點擁有的Hash表中的數據，判斷本控制器節(jié)點的負 載狀況和其他控制器節(jié)點的負載狀況，相應執(zhí)行本控制器節(jié)點與其他控制器節(jié)點之間的負 載均衡的具體步驟包括：
[0025] 根據本控制器節(jié)點擁有的Hash表中的數據，通過計算判斷本控制器節(jié)點是否處 于負載空閑狀態(tài)；若處于負載空閑狀態(tài)，則計算本控制器節(jié)點還需要接管多少交換機才達 到負載飽和狀態(tài)；
[0026] 通過計算判斷其他控制器節(jié)點是否處于負載繁忙狀態(tài)；若是，則計算該控制器節(jié) 點還需要放棄多少交換機才能達到負載飽和狀態(tài)；
[0027] 本控制器節(jié)點接管所述處于負載繁忙狀態(tài)的控制器節(jié)點需要放棄的交換機，直至 本控制器節(jié)點達到負載飽和狀態(tài)。
[0028] 優(yōu)選的，所述負載均衡方法基于以下計算公式判斷控制器節(jié)點的負載狀況：
[0029] Load = (count/weights) ^Nodeffeigh
[0030] 其中，Load為相應的控制器節(jié)點達到負載飽和時接管的交換機數量；count為 本控制器集群中交換機的總數量;weights為所有控制器節(jié)點對應的負載因子的總和； NodeWeigh為相應的控制器節(jié)點對應的負載因子；
[0031] 若控制器節(jié)點接管的交換器數量小于Load，則判斷出其處于負載空閑狀態(tài)；若控 制器節(jié)點接管的交換器數量大于Load，則判斷出其處于負載繁忙狀態(tài)；若控制器節(jié)點接管 的交換器數量等于Load，則判斷出其處于負載飽和狀態(tài)。
[0032] 優(yōu)選的，所述負載均衡方法還包括：
[0033] 更新本控制器節(jié)點擁有的Hash表中由其負責接管的交換機的標識以及其負載因 子，將其更新后的數據同步到其他控制器節(jié)點中，由其他控制器節(jié)點相應更新各自擁有的 Hash表中的數據。
[0034] 優(yōu)選的，所述調度方法還包括控制器節(jié)點選舉方法，所述控制器節(jié)點選舉方法包 括：
[0035] 各控制器節(jié)點獲取所有需要選舉接管的交換機的標識；
[0036] 根據各控制器節(jié)點擁有的Hash表中的數據，選舉出控制器節(jié)點對獲取到的標識 對應的交換機進行接管。
[0037] 有益效果：本發(fā)明提出的軟件定義網絡控制器集群的調度方法，其采用的是控制 器集群的方案，可以將負載壓力分攤給各個控制器節(jié)點，避免了現有技術雙機熱備的調度 方案中將所有負載壓力集中給單個控制器節(jié)點導致處理性能較低的問題；
[0038] 同時，本發(fā)明的集群中的每個控制器節(jié)點相應配置一份Hash表，并限定每個控制 器節(jié)點只允許修改其擁有的Hash表中由其負責接管的交換機的標識以及其負載因子，每 個控制器節(jié)點修改了其擁有的Hash表中的數據時，需將其修改的數據同步到其他控制器 節(jié)點中，由其他控制器節(jié)點相應更新各自擁有的Hash表中的數據；因此，本發(fā)明可以根據 Hash表中的數據確定相應的控制器節(jié)點對交換機進行接管，而不需要引入第三方管理者， 故而不會導致整個集群受限于第三方管理者的性能。
[0039] 基于所述Hash表，本發(fā)明可以實現各個控制器節(jié)點之間的冗余及負載均衡，大大 提高了整個集群的性能