基于5G核心网NFV切片技术的负载均衡器的调节方法、系统与流程

电子通信装置的制造及其应用技术基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法、系统技术领域：：1.本技术涉及网络切片技术领域：：，尤其是涉及基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法、系统。背景技术：：：2.随着5g的发展，新的网络架构引入了虚拟化技术，解耦了设备的控制面和数据面，并且控制面实现集中控制，导致5g软硬件平台更加不可控，带来了新的安全问题和挑战。3.软件定义网络(softwaredefinednetworking，sdn)的典型架构共分三层，最上层为应用层，包括各种不同的业务和应用；中间层为控制层，主要负责处理数据转发设备资源的编排，维护网络拓扑和状态信息等；最底层为数据层，主要负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。其中，负载均衡(loadbalancing)用于在多个计算机(计算机集群)、网络连接、cpu、磁盘驱动器或其他资源中分配负载，以达到最优化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的目的。在sdn中，出现负载失衡时，负载均衡器需要调整比值，对交换机进行负载调整，确保网络安全。4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：现有的负载均衡器难以精确计算出sdn中的负载状态。技术实现要素：5.为了精确计算出sdn中的负载状态，本技术提供基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法、系统。6.第一方面，本技术提供基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法，采用如下的技术方案：基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法，包括以下步骤：获取控制器之间的负载差值d，并判断该负载差值d是否大于差异阈值δ；若是，则负载均衡器调整比值。7.通过采用上述技术方案，获取不同控制器之间的负载差值d，将负载差值d与差异阈值δ进行比较，若负载差值d大于差异阈值δ，则可以判断网络汇总出现了负载失衡的状态，负载均衡器相应对控制器进行处理。通过对负载差值d进行计算，并进行判断，可精确计算出sdn中的负载状态。8.优选的，所述获取控制器之间的负载差值，并判断该负载差值是否大于差异阈值δ，包括：遍历所有控制器，计算控制器的负载；计算控制器之间的负载比值，并根据负载比值构建负载差异矩阵dm×m；计算负载差异矩阵dm×m中的负载差值d，其中，负载差值d＝∣dmn-dnm∣；判断负载差值d是否大于差异阈值δ，若是则将dmn、dnm添加到迁移集合中；对负载差异矩阵dm×m进行更新，其中，dm×m＝dm×m-dmn-dnm。9.通过采用上述技术方案，对所有的控制器的负载进行计算，根据负载计算控制器之间的负载比值，根据负载比值构建负载差异矩阵dm×m，通过负载差异矩阵dm×m计算得到负载差值d，将负载差值d与差异阈值δ进行比较，在负载差值d大于差异阈值δ时，将相应的负载比值添加到迁移集合中，便于标记，以便于负载均衡器对相应的控制器进行调节。10.优选的，所述控制器的负载包括交互开销、路由开销和同步开销，其中：l(ci)＝δ1·linteract(ci)+δ2·lrouting(ci)+δ3·lstate(ci)式中：l(ci)为控制器的负载，linteract(ci)为交互开销，lstate(ci)为同步开销，δi表示不同开销在控制器负载中所占的权重大小。11.通过采用上述技术方案，对交互开销、路由开销和同步开销进行计算，可得到准确度较高的控制器负载。12.优选的，所述交互开销的计算公式为：linteract(ci)＝ν·∑hki·xki式中：v表示一个交换机的平均轮询速率，hki表示交换机sk与控制器ci之间的跳数，xki表示交换机sk和控制器ci之间的连接关系。13.通过采用上述技术方案，可实现交互开销的计算。14.优选的，所述路由开销包括packet-in消息处理开销和流表下发开销，则：lrouting(ci)＝lpacket(ci)+ltable(ci)式中，lpacket(ci)为packet-in消息处理开销，ltable(ci)流表下发开销，其中：lpacket(ci)＝ppacket·∑∑hki·xki式中：ppacket表示交换机发送的packet-in数据包的大小；ltable(ci)＝∑∑αsk·hij·hki·xij式中：αsk表示交换机sk发送的平均流请求数；hij表示控制器ci与控制器cj之间的跳数，xij表示控制器ci与控制器cj之间的连接关系。15.通过采用上述技术方案，可实现路由开销的计算。16.优选的，所述同步开销的计算公式为：lstate(ci)＝psync·∑xij·hij式中：psync表示控制器之间同步数据包的大小，xij表示控制器ci与控制器cj之间的连接关系，hij表示控制器ci与控制器cj之间的跳数。17.通过采用上述技术方案，可实现同步开销的计算。18.第二方面，本技术提供基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节系统，采用如下的技术方案：基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节系统，包括：计算判断模块：用于获取控制器之间的负载差值d，并判断该负载差值d是否大于差异阈值δ；调节模块：用于若是，则负载均衡器调整比值。19.通过采用上述技术方案，获取不同控制器之间的负载差值d，将负载差值d与差异阈值δ进行比较，若负载差值d大于差异阈值δ，则可以判断网络汇总出现了负载失衡的状态，负载均衡器相应对控制器进行处理。通过对负载差值d进行计算，并进行判断，可精确计算出sdn中的负载状态。20.第三方面，本技术提供一种计算机设备，采用如下的技术方案：一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述任一项方法的计算机程序。21.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一项方法的计算机程序。22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.获取不同控制器之间的负载差值d，将负载差值d与差异阈值δ进行比较，若负载差值d大于差异阈值δ，则可以判断网络汇总出现了负载失衡的状态；2.根据负载比值构建负载差异矩阵dm×m，通过负载差异矩阵dm×m计算得到负载差值d，将负载差值d与差异阈值δ进行比较，在负载差值d大于差异阈值δ时，将相应的负载比值添加到迁移集合中，以便于负载均衡器对相应的控制器进行调节。附图说明23.图1是本技术实施例中基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法的流程图。具体实施方式24.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。25.本技术实施例公开基于5g核心网nfv切片技术的负载均衡器的调节方法，参考图1，调节方法包括以下步骤：s100：获取控制器之间的负载差值d，并判断该负载差值d是否大于差异阈值δ。26.s200：若是，则负载均衡器调整比值。27.在本实施例中，在步骤s100中，即获取控制器之间的负载差值d，并判断该负载差值d是否大于差异阈值δ，包括以下子步骤：s101：遍历所有控制器，计算控制器的负载。28.s102：计算控制器之间的负载比值，并根据负载比值构建负载差异矩阵dm×m。29.计算负载差异矩阵dm×m中的负载差值d，其中，负载差值d＝∣dmn-dnm∣。30.s103：判断负载差值d是否大于差异阈值δ，若是则将dmn、dnm添加到迁移集合中。31.s104：对负载差异矩阵dm×m进行更新，其中，dm×m＝dm×m-dmn-dnm。32.具体的，在sdn中，控制器的负载主要来源于三个方面：交换机和控制器之间的交互开销、控制器为新流制定转发路线的路由开销和控制器之间维护网络视图一致性的同步开销。交换机和控制器之间的关系用n×m的分布矩阵x＝(xki)来表示，xki表示交换机sk与控制器ci之间的连接关系，如果xki为1则表示控制器ci是交换机sk的主控制器，否则xki取值为0。33.交互开销：为了实现逻辑上的集中式控制，区域控制器对其子域内的交换机进行管理，其中，linteract(ci)为控制器ci的数据交互开销，则：linteract(ci)＝ν·∑hki·xki式中：v表示一个交换机的平均轮询速率，其值的大小往往依赖于网络中了链路的数量，hki表示交换机sk与控制器ci之间的跳数，xki表示交换机sk和控制器ci之间的连接关系。34.路由开销：当交换机接收到一个新流时，交换机会通过packet-in消息将该数据包转发给控制器，由控制器决定如何对该流进行处理。控制器接收到请求之后，将为新流制定一个转发规则，并生成相应的流表项通过packet-out下发到交换机。本文称这个过程所产生的开销为路由开销。路由开销包含两部分，一部分是packet-in消息处理的开销；另一部分是流表下发的开销。其中packet-in消息处理开销为：lpacket(ci)＝ppacket·∑∑hki·xki式中：ppacket表示交换机发送的packet-in数据包的大小。35.流表下发的开销为：ltable(ci)＝∑∑αsk·hij·hki·xij式中：αsk表示交换机sk发送的平均流请求数；hij表示控制器ci与控制器cj之间的跳数,xij表示控制器ci与控制器cj之间的连接关系。36.因此，路由开销为：lrouting(ci)＝lpacket(ci)+ltable(ci)状态同步开销：在多控制器sdn网络中，控制器平面如果要实现逻辑上的集中化管理，则控制器之间必须通过传递同步消息来维持一个统一的全局网络视图，这种开销称之为状态同步开销即lstate(ci)，则：lstate(ci)＝psync·∑xij·hij式中：psync表示控制器之间同步数据包的大小，xij表示控制器ci与控制器cj之间的连接关系，hij表示控制器ci与控制器cj之间的跳数。37.因此，控制器的负载l(ci)可以用这三部分的开销来表示：l(ci)＝δ1·linteract(ci)+δ2·lrouting(ci)+δ3·lstate(ci)式中：δi表示不同开销在控制器负载中所占的权重大小，δi可根据实际情况进行选择。38.为了比较控制器之间负载的差异性，通过生成一个负载差异矩阵dm×m，其中，负载差异矩阵dm×m为：其中，dij＝l(ci)/l(cj)表示控制器ci和控制器cj之间的负载比值。对于一个给定的负载差异矩阵，通过以下公式对负载失衡来进行判断：负载差值d＝∣dmn-dnm∣其中，dmn表示负载差异矩阵的第m行第n列的负载比值，dnm表示负载差异矩阵的第n行第m列的负载比值，则：彐d＞δ,m,n＝1,2,·mcircuit，asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、数字信号处理装置(digitalsignalprocessingdevice，dspd)、可编程逻辑装置(programmablelogicdevice，pld)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)、中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本技术实施例不作具体限定。47.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。当前第1页12当前第1页12









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