SDN中基于流长度分布和多控制器的轻量级流表空间优化方案

摘要

为了支持软件定义网络(SDN)中高速数据包转发，商用OpenFlow交换机通常使用三元内容寻址存储器(TCAM)来存储流表项.然而，交换机中TCAM容量有限，可能导致流表溢出，难以满足大规模网络的性能需求.基于互联网上流量长度的实际分布，本文提出了一种SDN中基于多控制器的轻量级流表空间优化方案(FODC).FODC设计了一种轻量级的大象流检测算法和混合转发策略，基于概率性数据结构使控制器能快速准确区分数据包属于老鼠流还是大象流，老鼠流由控制器通过Packet-Out消息直接转发，大象流通过在交换机上安装流表项转发.同时，设计了一种基于Gossip协议的分布式多控制器架构和相关算法，实现多个控制器间负载均衡和协同工作.仿真实验表明，FODC可以有效缓解OpenFlow交换机流表空间受限的问题，具有较好的扩展性，并快速实现多控制器负载均衡，满足大规模网络的性能需求.

关键词

软件定义网络 / 流表空间优化 / 流长度分布 / 多控制器架构

基金资助

国家自然科学基金项目(62372343,61602351)资助