技术特征：
1.一种基于双边匹配的控制器最优部署方法，其特征在于：具体步骤包括如下：步骤一、系统初始化：将底层数据平面网络的拓扑结构建模为无向图g(s,e)，其中s表示光交换机节点集of-oxcs，表示边集，交换机之间的光纤链路；m表示光节点的数量，c表示控制器的集合，控制器能处理的最大流请求数为控制器的容量，称为a
n
，光交换节点之间的延迟定义为网络延迟矩阵d(i,j)，用于计算最短路径延迟；控制器与交换机之间的传输延迟阈值为t，将所有交换机放入未关联交换机集：r
←
s，将控制器和交换机匹配对设为空集：步骤二、状态转移策略：每个变量随机选择一个交换机，然后根据以下状态转换策略选择一个合适的控制器形成匹配对其中，λ(j,i)表示匹配对(j,i)的信息素；η(j,i)表示匹配对(j,i)的启发式信息，并满足η(j,i)＝s
i
(c
j
)；s
y
(j)表示当变量y移动到第j个控制器并初始化到所有交换机的完整集时，可供选择的其余交换机集；步骤三、运用双向匹配方法实现控制器与交换机匹配：对于每个变量，若r≠0，则基于公式max(α
ij
+β
ij
)，计算出与交换机s
i
相关联的最合适的控制器c
j
∈c，性能指标f
k
和g
l
下的满意度α
ij
和满意度β
ij
的计算公式如下：的计算公式如下：的计算公式如下：的计算公式如下：的计算公式如下：的计算公式如下：其中：f
k
(i,j)表示交换机s
i
和控制器c
j
相匹配时第k个指标的值，g
l
(i,j)表示控制器c
j
和交换机s
i
相匹配
时第l个指标值，表示在性能指标f
k
下交换机s
i
和控制器c
j
相匹配时的评估值，表示在性能指标g
l
下控制器c
j
和交换机s
i
相匹配时的评估值，w
k
表示性能指标f
k
的权重，表示在指标f
k
下，交换机s
i
和控制器c
j
相匹配的满意度，v
l
表示性能指标g
l
的权重，表示在指标g
l
下，控制器c
j
和交换机s
i
相匹配的满意度；若g
l
＜a
n
，则将匹配对(s
i
,c
j
)加入x，并且r＝r-s；若r＝0且g
l
≥a
n
，则执行交换机迁移算法来实现控制器c
j
的负载平衡；步骤四、执行交换机迁移算法更新控制器和交换机匹配对，实现控制器负载均衡，对于s
i
∈s
j
(i)，s
j
(i)为与控制器c
j
关联的交换机组，执行下列步骤：计算交换机s
i
与控制器c
j
之间的传输延迟f1：其中m表示交换机节点的数量，d(i,j)表示交换机i和控制器j之间的最短路径延迟，其中i∈s，j∈s
c
；如果f1(s
i
)≤t则执行退出，否则对于c
j
∈c，计算控制器c
j
的负载g1，再选出拥有最小负载的控制器c
j
，控制器负载计算公式如下：其中u
j
,u
a
，n分别表示由控制器j控制的交换机的个数、由所有控制器控制的交换机的平均个数和控制器的个数；将交换机s
i
与拥有最小负载的控制器c
j
配对；步骤五、当变量完成选择后，记录控制器和交换机的当前匹配对，从s
y
(j)中删除所选的第i个交换机；然后，变量移动到下一个交换机，并为它选择最优的控制器，不断循环上述过程，直到所有的控制器和开关都匹配为止；所有匹配对上的信息素按下式操作，以确定控制器和开关是否为最佳匹配：λ(j,i)＝[(1-ρ)λ(j,i)+ρδλ(j,i)+ρδλ*(j,i)]其中，s
y
(j)表示当变量y移动到第j个控制器并初始化到所有交换机的完整集时，可供选择的其余交换机集，λ(j,i)表示匹配对(j,i)的信息素；ρ表示信息素消失的程度，并且0＜ρ＜1；δλ(j,i)和δλ*(j,i)表示变量y移动时在匹配对(j,i)上留下的信息素增量；q代表当前匹配中稳定匹配对的数量。2.一种基于双边匹配的控制器部署系统，其特征在于：包括of控制器、of协议代理、启用of的光交叉连接、多目标优化模块、控制平面网络和底层数据平面网络，底层数据中心互联的弹性光网络由多个of控制器集中管理，所述数据平面被划分为多个光网络域，每个域由一个控制器单独控制，所述底层数据平面上的网络节点包括一个of协议代理和一个启用of的光交叉连接；
所述of控制器管理底层数据平面的各个交换机；所述of协议代理通过扩展的of协议接收来自of控制器的流表消息，并将其转换为底层硬件设备理解的逻辑语言，之后控制底层of-oxcs的交叉连接过程；所述多目标优化模块，用于最大化控制器与交换机之间的相互满意度。
技术总结
本发明涉及一种基于双边匹配的控制器最优部署方法及系统。本发明首先计算交换机和控制器之间的相互满意度，之后构建一个多目标优化模块，使相互满意度达到最大，最后，根据最大相互满意度，选择最优的开关和控制器来匹配，并且通过交换机迁移算法实现控制器负载均衡。本发明从控制器和交换机两个方面考虑满意度，有效地确定控制器在数据中心互联的弹性光网络中的最优位置。考虑了多个性能指标，可以在确定控制器位置的基础上提高整个网络的资源利用率、延迟和负载均衡性能。延迟和负载均衡性能。延迟和负载均衡性能。
技术研发人员：刘勇 孟倩 陈洲 沈忠华 陈克非
受保护的技术使用者：杭州师范大学
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/9/27