軟件定義網(wǎng)絡(luò)中分布式控制器的在線更換機(jī)制

熊一才，張晶晶，劉 軼

1(青海省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心，西寧 810000) 2(北京航空航天大學(xué) 計算機(jī)學(xué)院，北京 100191)

1 引 言

軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Networking，SDN)[1，2]將網(wǎng)絡(luò)中的控制功能與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能分離，通過控制器進(jìn)行集中式的轉(zhuǎn)發(fā)控制，并允許上層應(yīng)用對控制器的轉(zhuǎn)發(fā)策略等功能進(jìn)行編程，因而實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的靈活配置與管理，并可實現(xiàn)新應(yīng)用和服務(wù)功能的快速定制和部署.由于軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的諸多優(yōu)點，近年來得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用.

在以大型數(shù)據(jù)中心和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)為代表的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，單一集中式控制器難以滿足網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性需求，且控制器單點故障很容易導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓.為了保證網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性，人們進(jìn)一步提出了分布式控制器[3-5]，該技術(shù)通過使用多臺物理上分布的SDN控制器協(xié)同工作，實現(xiàn)邏輯上的集中式控制，以提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和控制器的容錯能力.由于此類網(wǎng)絡(luò)多為長時間持續(xù)運(yùn)行，控制器的硬件升級/更換、軟件升級等維護(hù)工作通常需要對分布式控制器中的指定節(jié)點進(jìn)行在線更換，且須在不中斷服務(wù)的情況下完成.在控制器更換過程中，需解決兩個問題：首先，被更換的舊控制器的服務(wù)不能中斷，即交換機(jī)和其他控制器的請求在更換過程中必須得到及時響應(yīng)；其次，由于計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，新更換節(jié)點的硬件資源和處理能力往往高于現(xiàn)有的其他控制器，這會導(dǎo)致分布式控制器間性能的差異，為充分利用新控制器的硬件資源，需在控制器更換后重新進(jìn)行異構(gòu)控制器間的負(fù)載均衡.

為了解決上述問題，本文提出了一種分布式控制器的在線更換機(jī)制，該機(jī)制通過控制器間的協(xié)同，可在不中斷控制器服務(wù)和不丟包的情況下實現(xiàn)指定控制器節(jié)點的更換，同時提出了一種更換后的控制器間負(fù)載均衡策略，以較低的開銷實現(xiàn)分布式異構(gòu)控制器間的負(fù)載均衡.在線更換機(jī)制和負(fù)載均衡策略以應(yīng)用程序形式運(yùn)行在SDN控制器中，易于擴(kuò)展和部署，實驗測試驗證了該機(jī)制的有效性.

2 SDN控制器的在線更換機(jī)制

2.1 在線更換過程概述

本文提出的SDN控制器在線更換機(jī)制以應(yīng)用模塊的形式運(yùn)行在每個控制器上.圖1給出了控制器的更換過程.

圖1 SDN控制器的在線更換過程Fig.1 Online swap procedure of SDN controllers

假設(shè)要用一臺新的控制器Xnew更換現(xiàn)有的控制器X，更換過程包括以下三個步驟：

1)將新控制器Xnew加入到網(wǎng)絡(luò)中

管理員將新的控制器Xnew添加到被替換控制器X的位置，Xnew可以通過分布式數(shù)據(jù)存儲獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息(如鏈路和拓?fù)湫畔⒌?，并將其自身信息(如硬件性能、運(yùn)行狀態(tài)等)存儲到分布式存儲中以供其它控制器訪問.

2)在異構(gòu)分布式控制器間進(jìn)行負(fù)載均衡

新加入的控制器Xnew根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài)和自身性能計算交換機(jī)的負(fù)載，并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整自身和相鄰控制器的管理范圍.

3)交換機(jī)平滑遷移和控制器角色更換

在確保網(wǎng)絡(luò)中的請求能被正常接收和處理前提下，將控制器X所管理的交換機(jī)遷移到Xnew，并根據(jù)上一步的負(fù)載均衡計算結(jié)果，將相鄰控制器的部分交換機(jī)遷移到Xnew.在此過程中，控制器和交換機(jī)間按照預(yù)先設(shè)計的角色切換流程和通信協(xié)議進(jìn)行協(xié)同，以確保分布式控制器系統(tǒng)的服務(wù)不中斷.

交換機(jī)遷移完成后，管理員即可刪除被更換控制器X.

2.2 負(fù)載均衡

負(fù)載均衡計算由新控制器Xnew負(fù)責(zé)完成，在此期間，其他控制器正常處理網(wǎng)絡(luò)中的各種事件.所采用的負(fù)載均衡策略基本思路是：在滿足延遲需求的情況下，將盡可能多的負(fù)載分配給新控制器，這一方面是考慮到新控制器通常擁有更高的硬件性能，另一方面，其他控制器的工作負(fù)載不會因為本次負(fù)載均衡而增加，因而不會影響到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)性能.

負(fù)載均衡過程包括確定負(fù)載均衡范圍、負(fù)載信息收集、區(qū)域計算三個步驟.

1)確定負(fù)載均衡范圍

由于新加入控制器與被替換控制器處于同一位置，這樣可以只調(diào)整本控制器和相鄰區(qū)域的負(fù)載，而不必進(jìn)行全網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡，這不但可以大幅降低本次負(fù)載均衡的開銷，還可減小在線更換對整個網(wǎng)絡(luò)的影響.

以圖2為例，圖2(a)給出了一個包含8個控制器的網(wǎng)絡(luò)，每個控制器管理其負(fù)責(zé)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域.對該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行抽象后，得到如圖2(b)所示的控制器向量圖.該向量圖只包含控制節(jié)點和連線邊，其中控制節(jié)點對應(yīng)控制器及其控制區(qū)域，如果兩個控制節(jié)點間有邊相連，表示這兩個控制器所管理的區(qū)域相鄰.在本例中，假設(shè)要更換控制器8，那么根據(jù)向量圖可以確定負(fù)載均衡范圍如虛線包含的區(qū)域所示.

圖2 確定負(fù)載均衡范圍示例Fig.2 Determine load-balancing scope

2)收集負(fù)載信息

在確定負(fù)載均衡范圍后，需要收集本次負(fù)載均衡范圍內(nèi)每個控制器的負(fù)載信息，為后續(xù)的負(fù)載均衡計算提供依據(jù).這通過每個控制器上運(yùn)行的負(fù)載測量模塊來完成，該模塊周期性地記錄控制器的CPU利用率、平均消息到達(dá)速率、控制器最大吞吐率、控制器間及控制器與交換機(jī)間距離.這些參數(shù)將被收集用作后續(xù)負(fù)載均衡算法的輸入.

3)區(qū)域計算

圖3以偽代碼形式給出了計算各控制器區(qū)域的算法流程.算法的輸入為所收集的負(fù)載信息和拓?fù)洌敵鰹樾枰w移的交換機(jī)集合.

算法的基本思想是以被更換控制器的現(xiàn)有控制區(qū)域為基礎(chǔ)，逐層向外擴(kuò)展，在可能的情況下，加入盡可能多的交換機(jī).首先，新控制器預(yù)接管被更換控制器X管理的區(qū)域Rx，然后計算其邊界交換機(jī)集合Sborder(第1-3行)，Sborder是那些和區(qū)域邊界相連但不屬于該區(qū)域的交換機(jī)的集合，也就是和管理區(qū)域相鄰一跳的交換機(jī)集合；然后，從邊界控制器集合中選擇合適的交換機(jī)(9行)分配給新控制器Xnew(4-15行)；最后更新Sborder和新控制器的信息，進(jìn)行下一次循環(huán)，直到找不到合適的交換機(jī)為止.可以看出，該算法的計算復(fù)雜度最高為O(n2)，其中n為控制器的邊界交換機(jī)個數(shù).

對于一個交換機(jī)s來說，綜合考慮控制器負(fù)載、通信延遲和鏈路數(shù)三方面的因素來決定其是否被新控制器管理.這三方面因素的計算公式如下：

控制器負(fù)載因子Fu：

(1)

式中的Uori為交換機(jī)s當(dāng)前主控制器的CPU利用率，Unew為新控制器的CPU利用率.該比值越大，說明越應(yīng)該將該交換機(jī)遷移到新控制器.

延遲因子Fd：

(2)

上式中的Ds，ori和Ds，new分別是交換機(jī)s到當(dāng)前主控制器和新控制器的距離，Dori，new指兩個控制器之間的距離.考慮到控制器位置的重要性，盡量選擇距離控制器較近的交換機(jī)進(jìn)行遷移.另外由于交換機(jī)的遷移需要兩個控制器間的通信，因此兩個控制器間的距離也作為考慮因素.為簡單起見，此處用跳數(shù)來衡量距離.

鏈路因子Fl：

(3)

上式中的n是與交換機(jī)s直連的鏈路數(shù)，m是連接交換機(jī)s和新控制器區(qū)域的鏈路數(shù).對于交換機(jī)s來說，m與n的值越大，說明該交換機(jī)和新控制器的親密度越高，該交換機(jī)越應(yīng)該被分配給新控制器.

綜合考慮以上三方面的因素，得出交換機(jī)s的遷移指數(shù)計算公式如下：

M=w1×Fu+w2×Fd+w3×Fl

(4)

上式中的w1、w2和w3分別是負(fù)載、延遲、鏈路三個因子在遷移指數(shù)中所占的權(quán)重比例系數(shù)，取值范圍在0—1之間，且三個權(quán)重之和為1.對于一個交換機(jī)s來說，其遷移指數(shù)越高，說明在當(dāng)時的網(wǎng)絡(luò)狀況下，新控制器管理這個交換機(jī)越合理.為控制交換機(jī)遷移的數(shù)量，設(shè)置一個閾值α，當(dāng)遷移指數(shù)M>α?xí)r，交換機(jī)才會被遷移.

算法1.選擇需遷移交換機(jī)

輸入：Network=(V，E)，負(fù)載信息f

輸出：應(yīng)由控制器管理的交換機(jī)集合Rx

圖3 負(fù)載均衡算法
Fig.3 Load-balance algorithm

2.3 交換機(jī)平滑遷移和控制器角色更換

在負(fù)載均衡計算完成后，就可以根據(jù)新的區(qū)域劃分方案進(jìn)行交換機(jī)的遷移，并完成新舊控制器的在線更換.這一過程按照控制器角色切換流程和通信協(xié)議，通過新舊控制器之間以及與其他控制器間的控制消息傳輸實現(xiàn)角色切換，以確保在更換過程中網(wǎng)絡(luò)中的各種請求能被正常接收和及時處理，即網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷.

圖4給出了切換過程中控制器間以及控制器-交換機(jī)之間通過消息傳輸進(jìn)行協(xié)同以實現(xiàn)角色切換的流程.如圖4(a)所示，角色切換過程分為三個階段，在不同的階段，明確定義了由新/舊控制器中的哪一方負(fù)責(zé)接收和處理網(wǎng)絡(luò)請求，并且在舊控制器內(nèi)的請求被處理完畢之前，其角色不能改變.在交換機(jī)遷移開始前(第1階段)，來自其他控制器的請求仍然被發(fā)送給舊控制器；交換機(jī)遷移開始時，新控制器向除舊控制器外的其他控制器發(fā)送遷移信息，包括新舊控制器的地址、需遷移交換機(jī)集合等；其他控制器收到遷移信息后(第2階段)，向新舊控制器發(fā)送消息，獲取交換機(jī)的主控制器，主控制器(可能是新控制器或舊控制器)在收到消息后返回應(yīng)答；其他控制器在得知交換機(jī)的主控制器信息后，在替換過程的后續(xù)階段將請求發(fā)送給主控制器.

圖4 在線更換過程中的協(xié)同和消息傳輸Fig.4 Coordination messages during the swapping

圖4(b)給出了在控制器角色切換過程中交換機(jī)的切換流程，該流程由新控制器向舊控制器發(fā)送啟動替換消息開始，舊控制器完成準(zhǔn)備操作后回應(yīng)確認(rèn)消息，隨后，新控制器向需遷移的交換機(jī)發(fā)送Role-Request消息，將其角色改變?yōu)閑qual，其后的交換機(jī)切換流程與文獻(xiàn)[6]中的方法一致，該流程可避免切換過程中出現(xiàn)丟包.

在交換機(jī)遷移完成后，新控制器向其他控制器發(fā)送消息，通知更換結(jié)束.至此，舊控制器退出分布式控制器的協(xié)同控制，可以由管理員將其從控制平面中刪除.

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

本文所提出的控制器在線更換機(jī)制可用于平面式的分布式控制器系統(tǒng).基于Openflow實現(xiàn)在線更換機(jī)制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，系統(tǒng)主要包括以下四部分：

1)底層物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施：包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及鏈路.從OpenFlow1.3協(xié)議開始，為了避免單臺控制器和交換機(jī)的連接中斷，一個交換機(jī)可以同時連接到多個控制器上，但是只有一個是master控制器，其余的是slave控制器，該項功能是實現(xiàn)交換機(jī)遷移的基礎(chǔ).

2)控制器節(jié)點：每個控制器管理SDN網(wǎng)絡(luò)的不同部分，控制器之間通過通信模塊傳遞消息.在線更換功能主要由控制器中實現(xiàn)的三個模塊實現(xiàn)：負(fù)責(zé)收集本控制器負(fù)載信息的負(fù)載收集模塊，根據(jù)所收集信息進(jìn)行負(fù)載均衡計算的計算模塊，以及根據(jù)負(fù)載計算結(jié)果進(jìn)行交換機(jī)遷移的遷移模塊.

3)分布式數(shù)據(jù)存儲：負(fù)責(zé)收集集群節(jié)點的信息，為上層應(yīng)用提供一個全局的邏輯視圖，它存儲所有控制器以及其管理的交換機(jī)的特定信息，如控制器負(fù)載信息、鏈路信息、拓?fù)湫畔⒌?

圖5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.5 System architecture

4)分布式協(xié)同服務(wù)Zookeeper[7]：負(fù)責(zé)SDN分布式控制器系統(tǒng)的成員管理，如實例變化的檢測和應(yīng)對等.

本文在開源的Floodlight[8]控制器中實現(xiàn)了在線更換機(jī)制，包括負(fù)載信息收集、負(fù)載均衡計算、交換機(jī)遷移等模塊，這些模塊以應(yīng)用程序的形式運(yùn)行在控制器中.Zookeeper用來實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)存儲以及提供協(xié)同服務(wù)，它可向所有的分布式控制器提供網(wǎng)絡(luò)的全局邏輯視圖.

4 實驗測試

4.1 實驗環(huán)境

實驗環(huán)境包括一臺服務(wù)器和一臺PC機(jī)，兩者之間通過萬兆以太網(wǎng)互連.服務(wù)器上運(yùn)行所有的SDN控制器實例，PC機(jī)上運(yùn)行一種SDN網(wǎng)絡(luò)模擬軟件Mininet[9]，它可以按照設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)(交換機(jī)臺數(shù)、拓?fù)涞?模擬SDN網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)的工作，并通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送/接收交換機(jī)-控制器間的消息.因此，該實驗平臺為SDN控制器提供了與真實SDN網(wǎng)絡(luò)一致的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境.表1給出了實驗環(huán)境的硬軟件參數(shù).

4.2 負(fù)載均衡計算時間測試

首先使用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錅y試負(fù)載調(diào)整算法的時間開銷.在隨機(jī)的拓?fù)渲校僭O(shè)有N個節(jié)點，那么邊的個數(shù)為Nx，其中x是變量.在實驗中，選擇x=1.25和x=1.15兩個數(shù)值，交換機(jī)節(jié)點的個數(shù)為0～3000.邊的位置隨機(jī)生成.公式(4)中的三個權(quán)值參數(shù)w1、w2、w3分別設(shè)置為0.8、0.1、0.1.

表1 實驗環(huán)境配置Table 1 Configuration of experimental environment

圖6給出了在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎仑?fù)載均衡算法的計算時間.從圖中可以看出，隨著交換機(jī)個數(shù)的增加，計算時間呈線性增長.在交換機(jī)個數(shù)一定時，x=1.25的時間花銷明顯比x=1.15的時間開銷大，這是因為算法在尋找邊界交換機(jī)和計算交換機(jī)花銷時，都需要使用鏈路進(jìn)行計算.此外，對同一拓?fù)洌撝郸恋娜≈狄矔τ嬎銜r間產(chǎn)生影響.當(dāng)α值較大時，滿足遷移條件的交換機(jī)較少，反之亦然.

圖6 負(fù)載均衡算法在不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和拓?fù)湎碌挠嬎銜r間Fig.6 Computation cost of load-balancing

4.3 遷移時間測試

該實驗測試在不同消息速率下交換機(jī)遷移所用時間.實驗使用兩個控制器實例A和B，首先把所有交換機(jī)連接到A和B上，并設(shè)置A為Master控制器，B為Slave控制器.然后計算不同條件下把所有交換機(jī)從控制器A遷移到B所用的時間.定義控制器A、B的遷移時間為從發(fā)出/收到start消息開始到收到所有交換機(jī)的role_reply消息為止的時間；總的遷移時間從B發(fā)出start消息開始，結(jié)束時間從控制器B接收到end消息的時間和B的結(jié)束時間中取最大值.

實驗測試分為兩組.第一組實驗中，每個交換機(jī)的發(fā)送速率固定(100res/s)，改變交換機(jī)個數(shù)；第二組實驗中，交換機(jī)個數(shù)固定(50個)，改變每個交換機(jī)的發(fā)送速率(1000res/s～10000res/s).實驗結(jié)果如圖7所示.

從圖 7(a)可以看出，當(dāng)每個交換機(jī)的發(fā)送速率固定時，隨著交換機(jī)個數(shù)的增加，遷移時間呈上升趨勢.并且當(dāng)交換機(jī)個數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時，遷移時間有一個快速上升.這說明當(dāng)遷移的交換機(jī)達(dá)到一定規(guī)模時，需要的遷移時間也會很長.其次，從每組的三個數(shù)據(jù)來看，當(dāng)所有的控制器實例運(yùn)行在一個服務(wù)器上時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通信開銷，包括控制器之間以及控制器和交換機(jī)之間的通信，對于遷移交換機(jī)影響很小.實驗中通信的花銷一般是幾毫秒，但是當(dāng)多個控制器運(yùn)行在不同的服務(wù)器上時，控制器間的通信開銷值會達(dá)到幾十毫秒甚至幾百毫秒，這與設(shè)備的性能有很大的關(guān)聯(lián).在圖7(b)所示的第二組實驗結(jié)果中，在交換機(jī)個數(shù)固定情況下，遷移時間隨著包速率的增加而增加，但是增長的速度小于圖 7(a)中的速度，這說明在總速率相同的情況下，交換機(jī)個數(shù)對于遷移時間的影響要大于消息速率.

圖7 交換機(jī)遷移時間Fig.7 Migration time of switches

4.4 在線更換測試

本實驗測試控制器在更換前后的性能變化.使用Mininet模擬的SDN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D8所示，圖中包含64個節(jié)點(交換

圖8 實驗網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DFig.8 Topology of SDN network

機(jī))和77條鏈路，這些交換機(jī)分由4個控制器C1～C4控制，初始時各控制器負(fù)責(zé)的區(qū)域如圖中虛線所示，每個區(qū)域中的交換機(jī)均為16.實驗中，4個控制器實例運(yùn)行在一臺服務(wù)器中，每個控制器實例綁定一個處理器核運(yùn)行，每個交換機(jī)每秒發(fā)送固定數(shù)量的packet-in消息，然后用一臺擁有四核處理器的新控制器更換當(dāng)前控制器C1.

圖9 替換前后控制器的CPU利用率和管理區(qū)域的變化Fig.9 CPU utilization and area of controllers

圖9給出了控制器吞吐率、負(fù)載和管理區(qū)域的變化.在更換之前，每個控制器的處理能力相同，且管理的交換機(jī)數(shù)量相同，由于交換機(jī)發(fā)送的流量請求超過控制器的處理能力，四個控制器的吞吐率相同，且cpu利用率均達(dá)到100%.控制器更換完成后，由于新控制器C1的處理能力更高，經(jīng)過負(fù)載均衡，其管理區(qū)域內(nèi)的交換機(jī)個數(shù)由16個增加到31個，吞吐率也相應(yīng)增加，同時其他三臺控制器管理的交換機(jī)數(shù)量都從16減少到11，吞吐率也隨之下降.

通過本實驗可以看出，在一個控制器負(fù)載較高的網(wǎng)絡(luò)中，使用一臺硬件性能更高的控制器更換原有控制器后，網(wǎng)絡(luò)的綜合狀況得到明顯改善.

5 相關(guān)工作

針對SDN網(wǎng)絡(luò)中控制器軟件更新問題，文獻(xiàn)[10]提出了HotSwap，該系統(tǒng)首先記錄網(wǎng)絡(luò)事件，并把這些事件回放給新控制器，然后比較新舊控制器轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，進(jìn)行規(guī)則的更新，最后完成新舊機(jī)器的替換.HotSwap能夠在不中斷服務(wù)的情況下完成控制器軟件系統(tǒng)的更新，同時保證軟件更新的正確性.HotSwap的更新過程主要針對控制器軟件的更新，并不考慮設(shè)備的硬件性能的提升，以及在SDN異構(gòu)環(huán)境下設(shè)備性能提升后對整個網(wǎng)絡(luò)帶來的影響.

針對控制器與交換機(jī)之間靜態(tài)的映射關(guān)系難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中控制平面負(fù)載變化的問題，現(xiàn)有的關(guān)于多控制器的研究提出多種解決方案[6，11-14].這些方案是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載的實時變化，利用不同的負(fù)載均衡策略，動態(tài)地均衡控制器之間的負(fù)載.它們主要是通過定期收集交換機(jī)和控制器的負(fù)載信息，對信息進(jìn)行整合計算，并根據(jù)不同的負(fù)載策略通過改變交換機(jī)和控制器的映射關(guān)系進(jìn)行負(fù)載調(diào)整.如ElastiCon[6]周期性的檢測每個控制節(jié)點的負(fù)載并進(jìn)行記錄.每隔一段時間執(zhí)行負(fù)載調(diào)整算法，以cpu利用率為衡量指標(biāo)查找是否有需要遷移的交換機(jī)，根據(jù)返回的結(jié)果調(diào)整交換機(jī)和控制器之間的映射關(guān)系，從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的.根據(jù)上述分析，現(xiàn)有的負(fù)載均衡方法無法滿足管理員對指定網(wǎng)絡(luò)范圍進(jìn)行調(diào)整的需求.例如，當(dāng)管理員希望對某控制器進(jìn)行硬件升級時，現(xiàn)有方法無法根據(jù)管理員的意愿對指定機(jī)器進(jìn)行操作，并在沒有觸發(fā)負(fù)載調(diào)整的條件下，升級的控制器需要等待一段時間才能獲取足夠的負(fù)載.

6 結(jié) 論

分布式SDN控制器是提高SDN網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和可靠性的有效途徑，在系統(tǒng)的長時間持續(xù)運(yùn)行過程中，控制器的硬軟件維護(hù)和升級在所難免.針對這一問題，本文提出了一種分布式SDN控制器的在線更換機(jī)制，實現(xiàn)了分布式控制器的在線更換和不中斷服務(wù)，同時針對控制器更換后性能異構(gòu)帶來的負(fù)載不均衡問題，給出了異構(gòu)控制器間的負(fù)載均衡算法.實驗測試表明該機(jī)制可高效地完成新舊控制器的在線更換，以及交換機(jī)的平滑遷移和負(fù)載均衡調(diào)整.