CN105471755A - 网络流量均衡的方法及超级控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络流量均衡的方法，所述网络流量均衡的方法包括以下步骤：软件定义网络集群中的超级控制器在相同时间间隔内向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。本发明还公开了一种超级控制器。本发明能够均衡节点控制器的流量负载，大大改善SDN集群性能。

Description

网络流量均衡的方法及超级控制器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络流量均衡的方法及超级控制器。

背景技术

在多控制器的软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)集群网络架构中，控制器是根据OpenFlow协议设计的，用于管理数据流、配置网络设备、制定流表(FlowTable)、承担网络业务与网络设备间的通讯等。软件定义网络中的交换机也支持OpenFlow协议。交换机由控制器管控，保存有控制器制定的流表，并通过查询流表表项来决定对报文的处理方式，包括报文转发、缓存、提交控制器或丢弃等。另外，OpenFlow协议中还提供安全通道，用于连接交换机和控制器，以供二者进行通信。

在软件定义网络集群网络架构中，如果某一控制器管控的交换机总流量较大，则产生较大的网络控制流，这些管控较大流量的控制器容易成为整个控制器集群的瓶颈，即某些控制器流量负载很高，而另一些控制器管控总流量可能较少，远远未饱和，这样将影响集群对网络的管控及集群的性能，特别是在网络流量出现较大波动时，如果仅仅根据实时网络状态来调整流量容易引起较多次调整，网络出现抖动，集群的性能大大降低。

发明内容

本发明的主要目的在于解决软件定义网络集群中控制器管控的流量不均匀而降低集群的性能的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种网络流量均衡的方法，所述网络流量均衡的方法包括以下步骤：

软件定义网络集群中的超级控制器在相同时间间隔内向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；

根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；

基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。

优选地，所述根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和的步骤包括：

根据所述流量统计信息尝试获取预定个时刻每一节点控制器的流量报文；

当获取成功时，根据所述流量报文获取对应的节点控制器在每一时间间隔管控的流量之和；

获取所有时间间隔每一节点控制器的流量之和的最大值H_i ^max，根据所述最大值计算下一时间间隔每一节点控制器的流量之和T_i ^next。

优选地，所述基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整的步骤包括：

获取所述流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值；

获取所述节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并获取所述第一总和与第二总和的第二比值；

根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整。

优选地，所述根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整的步骤包括：

判断所述第一比值是否大于所述第二比值；

若是，则获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中；

若否，则从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机。

优选地，所述获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中的步骤包括：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调出流量B_osize；

对对应的节点控制器管控的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，将需调出的交换机加入待调动交换机池中。

优选地，所述从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机的步骤包括：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调入流量B_isize；

对所述待调动交换机池中的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，将需调入的交换机转入对应的节点控制器进行管控。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种超级控制器，所述超级控制器包括：

收集模块，用于在相同时间间隔内向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；

计算模块，用于根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；

调整模块，用于基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。

优选地，所述计算模块包括：

第一获取单元，用于根据所述流量统计信息尝试获取预定个时刻每一节点控制器的流量报文；

第二获取单元，用于当获取成功时，根据所述流量报文获取对应的节点控制器在每一时间间隔管控的流量之和；

计算单元，用于获取所有时间间隔每一节点控制器的流量之和的最大值H_i ^max，根据所述最大值计算下一时间间隔每一节点控制器的流量之和T_i ^next。

优选地，所述调整模块包括：

第三获取单元，用于获取所述流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值；

第四获取单元，用于获取所述节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并获取所述第一总和与第二总和的第二比值；

调整单元，用于根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整。

优选地，所述调整单元包括:

判断子单元，用于判断所述第一比值是否大于所述第二比值；

调出子单元，用于若是，则获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中；

调入子单元，用于若否，则从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机。

优选地，所述调出子单元具体用于：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调出流量B_osize；

对对应的节点控制器管控的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，将需调出的交换机加入待调动交换机池中。

优选地，所述调入子单元具体用于：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调入流量B_isize；

对所述待调动交换机池中的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，将需调入的交换机转入对应的节点控制器进行管控。

本发明一种网络流量均衡的方法及超级控制器，其创建了一种SDN集群内的控制器之间就流量问题彼此通信的方式，并基于预测的下一时间间隔节点控制器的流量之和、节点控制器历史所承载的流量对应的流量统计信息，来调整节点控制器所管控的交换机，从而动态地调整SDN集群中节点控制器的流量；特别是当网络流量波动较大时，个别节点控制器的流量负载较重，流量不均匀可能导致SDN集群中节点控制器出现瓶颈，而本发明通过调整节点控制器所管控的交换机，将流量较小的交换机调入至流量负载较重的节点控制器中管控，均衡了节点控制器的流量负载，能大大改善SDN集群性能。

附图说明

图1为本发明网络流量均衡的方法一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S102的细化流程示意图；

图3为图1中步骤S103的细化流程示意图；

图4为图3中步骤S1033的细化流程示意图；

图5为本发明超级控制器一实施例的功能模块示意图；

图6为图5中计算模块的细化功能模块示意图；

图7为图5中调整模块的细化功能模块示意图；

图8为图7中调整单元的细化功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种网络流量均衡的方法，参照图1，在一实施例中，该网络流量均衡的方法包括：

步骤S101，软件定义网络集群中的超级控制器在相同时间间隔的时刻向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；

本实施例中，软件定义网络SDN集群中具有一超级控制器及多个节点控制器，而多个节点控制器中的每一个节点控制器管控多个交换机。在相同的时间间隔的时刻，由SDN集群中的超级控制器发起所管控集群的节点控制器流量的调度，发出收集指令。

其中，上述时间间隔由SDN集群中的业务决定，网络流量不均匀对业务影响不大的时间间隔则长，网络流量不均匀对业务影响大的时间间隔则短。SDN集群中所有节点控制器开始上报其流量，具体为：节点控制器通过安全通道向其管控的所有交换机发送收集指令，交换机根据收集指令获取流量统计信息并发送给节点控制器，节点控制器获取其管控的所有交换机的流量统计信息，然后向集群分布式共享存储系统发送所获取的流量统计信息，其中流量统计信息包括：控制器编号，交换机标号，交换机流量y，时间戳x。该时间戳是指收集到所有管控交换机的流量统计信息的时刻。

步骤S102，根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；

本实施例中，以所获取的流量统计信息，可以计算得到下一时间间隔各个节点控制器所管控的流量，即通过这种方式可以较准确地预测下一时间间隔各个节点控制器所管控的流量。

本实施例中，需要从流量统计信息中获取到每一节点控制器预定个时刻n的流量信息作为一完整的流量报文，每一时刻对应为每一时间间隔中的时刻，如果没有获取到某一节点控制器的完整的流量报文，则需要继续收集该节点控制器的流量统计信息，不作为计算下一时间间隔的流量之和的节点控制器。

对于能够获取完整的流量报文的节点控制器，获取预定个时刻n中对应每一个时间间隔其管控的交换机的流量之和，然后获取这n个流量之和的最大值，根据该最大值利用回归分析计算得到下一时间间隔节点控制器的流量之和。

本实施例中，在开始对节点控制器管控的交换机进行调整时，对各个节点控制器的流量之和的最大值设为0。

本实施例中，通过获取节点控制器历史承载的流量，可以计算下一时间间隔节点控制器的流量之和，其作为一种流量预测的方式，为对节点控制器管控的交换机做调整做较好的基础，以便调整节点控制器管控的交换机。

步骤S103，基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。

本实施例中，对节点控制器管控的交换机进行调整可利用一待调动交换机池，在开始调整时，将该待调动交换机池设为空。

本实施例中，在获取n个流量之和的最大值及下一时间间隔节点控制器的流量之和后，还需要计算节点控制器的所有的流量之和T_i ^next的总和及所有的最大值H_i ^max的总和，然后根据最大值、流量之和、所有的流量之和T_i ^next的总和及所有的最大值H_i ^max的总和这四个值对节点控制器管控的交换机进行调整。

本实施例中，例如，将流量负载较大的某一节点控制器管控的交换机调出时，可将交换机调出至待调动交换机池中，对流量负载较小的某一节点控制器，则可以将待调动交换机池中的交换机调入至该节点控制器进行管控，从而实现SDN集群中网络流量的均衡。

本实施例中，对待调动交换机池中每一交换机，若调入的节点控制器编号不为空，则向调出的节点控制器编号对应的交换机和调入的节点控制器编号转移交换机命令，然后依据slave-master机制调换，实现交换机调整。

本实施例创建了一种SDN集群内的控制器之间就流量问题彼此通信的方式，并基于预测的下一时间间隔节点控制器的流量之和、节点控制器历史所承载的流量对应的流量统计信息，来调整节点控制器所管控的交换机，从而动态地调整SDN集群中节点控制器的流量。

本实施例能够提高SDN集群的性能，特别是当网络流量波动较大时，个别节点控制器的流量负载较重，流量不均匀可能导致SDN集群中节点控制器出现瓶颈，而本实施例通过调整节点控制器所管控的交换机，将流量较小的交换机调入至流量负载较重的节点控制器中管控，均衡了节点控制器的流量负载，能大大改善SDN集群性能。

在一优选的实施例中，如图2所示，在上述图1的实施例的基础上，上述步骤S102包括：

步骤S1021，根据所述流量统计信息尝试获取预定个时刻每一节点控制器的流量报文；

步骤S1022，当获取成功时，根据所述流量报文获取对应的节点控制器在每一时间间隔管控的流量之和；

步骤S1023，获取所有时间间隔每一节点控制器的流量之和的最大值H_i ^max，根据所述最大值计算下一时间间隔每一节点控制器的流量之和T_i ^next。

本实施例中，根据流量统计信息{控制器编号，交换机标号，交换机流量Y，时间戳X}尝试获取预定个时刻n每一节点控制器的流量报文，每一时刻对应为每一时间间隔中的时刻，如果没有获取到某一节点控制器的完整的流量报文，则需要继续收集该节点控制器的流量统计信息，不作为计算下一时间间隔的流量之和的节点控制器。

本实施例可根据时间戳X，超级控制器从集群分布式共享存储系统中读取每个节点控制器流量统计信息，并尝试获取每个节点控制器n个时间戳的完整的流量报文。完整的流量报文是指同一节点控制器同一时间戳的所有不同的交换机流量报文且时间戳是最近的，上述n取值范围为5到30。

若获取完整的流量报文不到n个，则返回执行上述步骤S101。

若获取完整的流量报文达到n个，则获取完整的流量报文达到n个的节点控制器为符合条件的节点控制器，超级控制器获得其n个时刻每一时刻管控的流量之和：T1、T2、T3、T4、T5......Tn，即获得了这样的数据：T_i＝{控制器编号、时间戳X、流量之和Y}。

若上述n个流量之和中，流量最大的那一个Tm，比节点控制器的历史流量之和最大的H_i ^max还大，则将Tm赋值给H_i ^max，即H_i ^max＝max{H_i ^max，T1，T2，T3，T4，T5......Tn}，即Tm作为最大值H_i ^max。

对符合条件的节点控制器中的每一个节点控制器，使用最小二乘法，对Tm利用回归分析计算得出下一时间间隔的流量之和T_i ^next＝α+β*x，其中α、β为两个参数，其值为：

$\mathrm{\α}=\frac{\left(\mathrm{\ΣY}\right)}{n}-\frac{\mathrm{\β}\left(\mathrm{\ΣX}\right)}{n},\mathrm{\β}=\frac{n\left(\mathrm{\ΣXY}\right)-\mathrm{\ΣX\ΣY}}{\mathrm{n\Σ}{X}^2-{\left(\mathrm{\ΣX}\right)}^2},$

式子中X、Y为Tm中的。

在一优选的实施例中，如图3所示，在上述图2的实施例的基础上，上述步骤S103包括：

步骤S1031，获取所述流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值；

步骤S1032，获取所述节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并获取所述第一总和与第二总和的第二比值；

步骤S1033，根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整。

本实施例中，将待调动交换机池设为空，计算节点控制器的流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值Pi：

$\mathrm{Pi}=\frac{{T_i}^{\mathrm{next}}}{{H_i}^{\max }},$

上述待调动交换机池装载这样的元素E＝{转出控制器编号，交换机编号，交换机流量，转入控制器编号}。

计算节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并计算第一总和与第二总和的第二比值PV：

$P_V=\frac{\underset{1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}Y{T_i}^{\mathrm{next}}}{\underset{1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{H_i}^{\max }}.$

在一优选的实施例中，如图4所示，在上述图3的实施例的基础上，步骤S1033包括：

步骤S10331，判断所述第一比值是否大于所述第二比值；若是，则进入步骤S10332，否则进入步骤S10333；

步骤S10332，获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中；

步骤S10333，从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机。

进一步地，步骤S10332包括：根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调出流量B_osize；对对应的节点控制器管控的交换机按流量升序的顺序累加流量；当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，将需调出的交换机加入待调动交换机池中。

其中，对于节点控制器，计算调出流量B_osize＝T_i ^next-H_i ^max*Pv。

从集群分布式共享存储系统中读取对应节点控制器最新时间戳的流量信息，从流量信息中提取出交换机编号，交换机流量。

以交换机流量大小对该节点控制器管控的交换机进行升序排列，获得交换机队列，从交换机队列中自上而下选择交换机，并累加交换机的流量。

当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，否则继续累加流量。

将需调出的交换机的编号、控制器编号、交换机流量等信息加入到待调动交换机池，其中转入的节点控制器编号为空。

进一步地，步骤S10333包括：根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调入流量B_isize；对所述待调动交换机池中的交换机按流量升序的顺序累加流量；当所累加的流量大于所述调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，将需调入的交换机转入对应的节点控制器进行管控。

其中，对于节点控制器，计算调入流量B_isize＝H_i ^max*Pv-T_i ^next。

在待调动交换机池中，以交换机流量大小对交换机升序排列，获得交换机队列，从交换机队列中自上而下选择交换机，并累加交换机的流量。

当所累加的流量大于调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，否则继续累加流量。将待调动交换机池中与这个交换机对应的元素转入对应的节点控制器。

以下以实例进一步说明：假设n＝5，5个时刻T＝2、11、20、29、38，节点控制器包括A、B及C，节点控制器A管控的交换机为S1、S2及S3；节点控制器B管控的交换机为S4、S5；节点控制器C管控的交换机为S6、S7及S8，获取到的流量统计信息如下表1所示：

表1

计算节点控制器A、B及C的流量之和T_i ^next、最大值H_i ^max及第一比值Pi，计算第二比值PV＝0.87；如下述表2所示：

节点控制器编号	A	B	C
				流量之和Ti next	39.7	16.3	15.2

最大值Hi max	36	16	31
				Pi	1.1	1.0	0.49

表2

由于1.1>0.87、1.0>0.87，因此将节点控制器A的交换机S1调出，将节点控制器B的交换机S4调出，而0.49<0.87，因此，可将交换机S1、S4调入节点控制器C来管控，如下表3所示：

表3

从上述表3可以看出，节点控制器所管控的交换机经调整后，SDN集群中节点控制器的总流量实现均衡。

本发明还提供一种超级控制器，如图5所示，在一实施例中，所述超级控制器包括：

收集模块101，用于在相同时间间隔内向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；

本实施例中，软件定义网络SDN集群中具有一超级控制器及多个节点控制器，而多个节点控制器中的每一个节点控制器管控多个交换机。在相同的时间间隔的时刻，由SDN集群中的超级控制器发起所管控集群的节点控制器流量的调度，发出收集指令。

其中，上述时间间隔由SDN集群中的业务决定，网络流量不均匀对业务影响不大的时间间隔则长，网络流量不均匀对业务影响大的时间间隔则短。SDN集群中所有节点控制器开始上报其流量，具体为：节点控制器通过安全通道向其管控的所有交换机发送收集指令，交换机根据收集指令获取流量统计信息并发送给节点控制器，节点控制器获取其管控的所有交换机的流量统计信息，然后向集群分布式共享存储系统发送所获取的流量统计信息，其中流量统计信息包括：控制器编号，交换机标号，交换机流量y，时间戳x。该时间戳是指收集到所有管控交换机的流量统计信息的时刻。

计算模块102，用于根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；

本实施例中，以所获取的流量统计信息，可以计算得到下一时间间隔各个节点控制器所管控的流量，即通过这种方式可以较准确地预测下一时间间隔各个节点控制器所管控的流量。

本实施例中，需要从流量统计信息中获取到每一节点控制器预定个时刻n的流量信息作为一完整的流量报文，每一时刻对应为每一时间间隔中的时刻，如果没有获取到某一节点控制器的完整的流量报文，则需要继续收集该节点控制器的流量统计信息，不作为计算下一时间间隔的流量之和的节点控制器。

对于能够获取完整的流量报文的节点控制器，获取预定个时刻n中对应每一个时间间隔其管控的交换机的流量之和，然后获取这n个流量之和的最大值，根据该最大值利用回归分析计算得到下一时间间隔节点控制器的流量之和。

本实施例中，在开始对节点控制器管控的交换机进行调整时，对各个节点控制器的流量之和的最大值设为0。

本实施例中，通过获取节点控制器历史承载的流量，可以计算下一时间间隔节点控制器的流量之和，其作为一种流量预测的方式，为对节点控制器管控的交换机做调整做较好的基础，以便调整节点控制器管控的交换机。

调整模块103，用于基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。

本实施例中，对节点控制器管控的交换机进行调整可利用一待调动交换机池，在开始调整时，将该待调动交换机池设为空。

本实施例中，在获取n个流量之和的最大值及下一时间间隔节点控制器的流量之和后，还需要计算节点控制器的所有的流量之和T_i ^next的总和及所有的最大值H_i ^max的总和，然后根据最大值、流量之和、所有的流量之和T_i ^next的总和及所有的最大值H_i ^max的总和这四个值对节点控制器管控的交换机进行调整。

本实施例中，例如，将流量负载较大的某一节点控制器管控的交换机调出时，可将交换机调出至待调动交换机池中，对流量负载较小的某一节点控制器，则可以将待调动交换机池中的交换机调入至该节点控制器进行管控，从而实现SDN集群中网络流量的均衡。

本实施例中，对待调动交换机池中每一交换机，若调入的节点控制器编号不为空，则向调出的节点控制器编号对应的交换机和调入的节点控制器编号转移交换机命令，然后依据slave-master机制调换，实现交换机调整。

本实施例创建了一种SDN集群内的控制器之间就流量问题彼此通信的方式，并基于预测的下一时间间隔节点控制器的流量之和、节点控制器历史所承载的流量对应的流量统计信息，来调整节点控制器所管控的交换机，从而动态地调整SDN集群中节点控制器的流量。

本实施例能够提高SDN集群的性能，特别是当网络流量波动较大时，个别节点控制器的流量负载较重，流量不均匀可能导致SDN集群中节点控制器出现瓶颈，而本实施例通过调整节点控制器所管控的交换机，将流量较小的交换机调入至流量负载较重的节点控制器中管控，均衡了节点控制器的流量负载，能大大改善SDN集群性能。

在一优选实施例中，如图6所示，在上述图5的实施例的基础上，所述计算模块102包括：

第一获取单元1021，用于根据所述流量统计信息尝试获取预定个时刻每一节点控制器的流量报文；

第二获取单元1022，用于当获取成功时，根据所述流量报文获取对应的节点控制器在每一时间间隔管控的流量之和；

计算单元1023，用于获取所有时间间隔每一节点控制器的流量之和的最大值H_i ^max，根据所述最大值计算下一时间间隔每一节点控制器的流量之和T_i ^next。

本实施例中，根据流量统计信息{控制器编号，交换机标号，交换机流量Y，时间戳X}尝试获取预定个时刻n每一节点控制器的流量报文，每一时刻对应为每一时间间隔中的时刻，如果没有获取到某一节点控制器的完整的流量报文，则需要继续收集该节点控制器的流量统计信息，不作为计算下一时间间隔的流量之和的节点控制器。

本实施例可根据时间戳X，超级控制器从集群分布式共享存储系统中读取每个节点控制器流量统计信息，并尝试获取每个节点控制器n个时间戳的完整的流量报文。完整的流量报文是指同一节点控制器同一时间戳的所有不同的交换机流量报文且时间戳是最近的，上述n取值范围为5到30。

若获取完整的流量报文不到n个，则返回执行上述步骤S101。

若获取完整的流量报文达到n个，则获取完整的流量报文达到n个的节点控制器为符合条件的节点控制器，超级控制器获得其n个时刻每一时刻管控的流量之和：T1、T2、T3、T4、T5......Tn，即获得了这样的数据：T_i＝{控制器编号、时间戳X、流量之和Y}。

若上述n个流量之和中，流量最大的那一个Tm，比节点控制器的历史流量之和最大的H_i ^max还大，则将Tm赋值给H_i ^max，即H_i ^max＝max{H_i ^max，T1，T2，T3，T4，T5......Tn}，即Tm作为最大值H_i ^max。

对符合条件的节点控制器中的每一个节点控制器，使用最小二乘法，对Tm利用回归分析计算得出下一时间间隔的流量之和T_i ^next＝α+β*x，其中α、β为两个参数，其值为：

$\mathrm{\&alpha;}=\frac{\left(\mathrm{\&Sigma;Y}\right)}{n}-\frac{\mathrm{\&beta;}\left(\mathrm{\&Sigma;X}\right)}{n},\mathrm{\&beta;}=\frac{n\left(\mathrm{\&Sigma;XY}\right)-\mathrm{\&Sigma;X\&Sigma;Y}}{\mathrm{n\&Sigma;}{X}^2-{\left(\mathrm{\&Sigma;X}\right)}^2},$

式子中X、Y为Tm中的。

在一优选实施例中，如图7所示，在上述图5的实施例的基础上，所述调整模块103包括：

第三获取单元1031，用于获取所述流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值；

第四获取单元1032，用于获取所述节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并获取所述第一总和与第二总和的第二比值；

调整单元1033，用于根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整。

本实施例中，将待调动交换机池设为空，计算节点控制器的流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值Pi：

$\mathrm{Pi}=\frac{{T_i}^{\mathrm{next}}}{{H_i}^{\max }},$

上述待调动交换机池装载这样的元素E＝{转出控制器编号，交换机编号，交换机流量，转入控制器编号}。

计算节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并计算第一总和与第二总和的第二比值PV：

$P_V=\frac{\underset{1}{\overset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}}Y{T_i}^{\mathrm{next}}}{\underset{1}{\overset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H_i}^{\max }}.$

在一优选的实施例中，如图8所示，所述调整单元1033包括:

判断子单元10331，用于判断所述第一比值是否大于所述第二比值；

调出子单元10332，用于若是，则获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中；

调入子单元10333，用于若否，则从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机。

进一步地，调出子单元10332具体用于：根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调出流量B_osize；对对应的节点控制器管控的交换机按流量升序的顺序累加流量；当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，将需调出的交换机加入待调动交换机池中。

其中，对于节点控制器，计算调出流量B_osize＝T_i ^next-H_i ^max*Pv。

从集群分布式共享存储系统中读取对应节点控制器最新时间戳的流量信息，从流量信息中提取出交换机编号，交换机流量。

以交换机流量大小对该节点控制器管控的交换机进行升序排列，获得交换机队列，从交换机队列中自上而下选择交换机，并累加交换机的流量。

当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，否则继续累加流量。

将需调出的交换机的编号、控制器编号、交换机流量等信息加入到待调动交换机池，其中转入的节点控制器编号为空。

进一步地，调入子单元10333具体用于：根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调入流量B_isize；对所述待调动交换机池中的交换机按流量升序的顺序累加流量；当所累加的流量大于所述调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，将需调入的交换机转入对应的节点控制器进行管控。

其中，对于节点控制器，计算调入流量B_isize＝H_i ^max*Pv-T_i ^next。

在待调动交换机池中，以交换机流量大小对交换机升序排列，获得交换机队列，从交换机队列中自上而下选择交换机，并累加交换机的流量。

当所累加的流量大于调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，否则继续累加流量。将待调动交换机池中与这个交换机对应的元素转入对应的节点控制器。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种网络流量均衡的方法，其特征在于，所述网络流量均衡的方法包括以下步骤：

软件定义网络集群中的超级控制器在相同时间间隔内向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；

根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；

基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。

2.如权利要求1所述的网络流量均衡的方法，其特征在于，所述根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和的步骤包括：

根据所述流量统计信息尝试获取预定个时刻每一节点控制器的流量报文；

当获取成功时，根据所述流量报文获取对应的节点控制器在每一时间间隔管控的流量之和；

获取所有时间间隔每一节点控制器的流量之和的最大值H_i ^max，根据所述最大值计算下一时间间隔每一节点控制器的流量之和T_i ^next。

3.如权利要求2所述的网络流量均衡的方法，其特征在于，所述基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整的步骤包括：

获取所述流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值；

获取所述节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并获取所述第一总和与第二总和的第二比值；

根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整。

4.如权利要求3所述的网络流量均衡的方法，其特征在于，所述根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整的步骤包括：

判断所述第一比值是否大于所述第二比值；

若是，则获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中；

若否，则从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机。

5.如权利要求4所述的网络流量均衡的方法，其特征在于，所述获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中的步骤包括：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调出流量B_osize；

对对应的节点控制器管控的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，将需调出的交换机加入待调动交换机池中。

6.如权利要求5所述的网络流量均衡的方法，其特征在于，所述从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机的步骤包括：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调入流量B_isize；

对所述待调动交换机池中的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，将需调入的交换机转入对应的节点控制器进行管控。

7.一种超级控制器，其特征在于，所述超级控制器包括：

收集模块，用于在相同时间间隔内向多个节点控制器发送收集指令，获取所述节点控制器根据所述收集指令返回的流量统计信息；

计算模块，用于根据所述流量统计信息计算下一时间间隔所述节点控制器的流量之和；

调整模块，用于基于所述流量统计信息及流量之和对所述节点控制器管控的交换机进行调整。

8.如权利要求7所述的超级控制器，其特征在于，所述计算模块包括：

第一获取单元，用于根据所述流量统计信息尝试获取预定个时刻每一节点控制器的流量报文；

第二获取单元，用于当获取成功时，根据所述流量报文获取对应的节点控制器在每一时间间隔管控的流量之和；

计算单元，用于获取所有时间间隔每一节点控制器的流量之和的最大值H_i ^max，根据所述最大值计算下一时间间隔每一节点控制器的流量之和T_i ^next。

9.如权利要求8所述的超级控制器，其特征在于，所述调整模块包括：

第三获取单元，用于获取所述流量之和T_i ^next与所述最大值H_i ^max的第一比值；

第四获取单元，用于获取所述节点控制器所有的流量之和T_i ^next的第一总和及所述节点控制器所有的最大值H_i ^max的第二总和，并获取所述第一总和与第二总和的第二比值；

调整单元，用于根据所述第一比值及第二比值对每一节点控制器管控的交换机进行调整。

10.如权利要求9所述的超级控制器，其特征在于，所述调整单元包括:

判断子单元，用于判断所述第一比值是否大于所述第二比值；

调出子单元，用于若是，则获取对应的节点控制器管控的交换机中需调出的交换机，并将需调出的交换机加入待调动交换机池中；

调入子单元，用于若否，则从所述待调动交换机池中获取对应的节点控制器需调入的交换机。

11.如权利要求10所述的超级控制器，其特征在于，所述调出子单元具体用于：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调出流量B_osize；

对对应的节点控制器管控的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调出流量B_osize时，获取已累加流量的交换机作为需调出的交换机，将需调出的交换机加入待调动交换机池中。

12.如权利要求11所述的超级控制器，其特征在于，所述调入子单元具体用于：

根据所述最大值H_i ^max、流量之和T_i ^next及第二比值计算对应的节点控制器的调入流量B_isize；

对所述待调动交换机池中的交换机按流量升序的顺序累加流量；

当所累加的流量大于所述调入流量B_isize时，获取已累加流量的交换机作为需调入的交换机，将需调入的交换机转入对应的节点控制器进行管控。