SDN动态负载均衡：改进的EMD模型与并行迁移策略

"基于SDN的动态负载均衡策略" 在软件定义网络（SDN）中，控制器的负载均衡是网络管理中的关键问题。由于SDN的网络控制平面与数据平面分离，控制器负责处理整个网络的逻辑操作，而交换机则执行实际的数据转发。然而，随着网络流量的动态变化，控制器可能会面临负载不均衡的问题，导致性能下降和网络效率降低。本文针对这一问题，提出了一种阶段式的动态负载均衡策略。 在第一阶段，策略以控制器负载均值化为目标。当网络中的控制器负载出现不均衡时，首先确定一个迁入控制器的候选集合。这一阶段的关键在于选择合适的待迁移交换机，以减少控制器之间的负载差异。为此，设计了一个综合考虑时延和负载的指标函数，该函数能够量化每个交换机迁移到不同控制器的影响。通过优化这个指标，可以选出最合适的交换机进行迁移，以达到负载的均衡化。 进入第二阶段，策略考虑网络节点间的连通性，以最小化交换机迁移的代价。这里，引入了改进的地球 mover's distance (EMD) 模型，这是一个在图形理论中常用的衡量节点分布差异的工具。传统的EMD模型计算复杂度较高，不适合实时的网络调整。因此，本文提出了一种线性逼近算法，以快速求解最小迁移代价，实现了交换机的快速并行迁移。这种优化的算法能够在保证迁移效率的同时，减少对网络运行的影响。 实验结果显示，与传统的负载均衡策略相比，提出的阶段式动态负载均衡策略显著改善了控制器选取和交换机迁移的过程，有效地优化了网络性能。实验数据显示，控制器的负载均衡度提高了大约31.4%，这表明该策略对于缓解控制器过载、提高SDN网络的整体稳定性和效率具有显著效果。 本文提出的基于SDN的动态负载均衡策略通过两阶段的优化方法，不仅解决了控制器负载不均衡问题，还兼顾了网络的连通性和迁移成本。这种策略为SDN环境下的网络管理提供了新的思路，对于提升SDN网络的可靠性、可扩展性和服务质量具有重要的理论和实践意义。