网络通信中的均衡控制器设计与实现

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1、网络通信中的平衡控制器设计与实现 摘要：基于负载通告的SDN平衡控制器在进展网络通信控制时容易出现控制器负载过高问题，导致网络通信传输效率低、稳定性差。设计与实现新的网络通信平衡控制器，其包括应用层、控制层和根底设施层。控制器功能模块中的动态更新与平衡模块采集流组及接口流量，根据流组信息完成信道分配平衡策略；预处理模块调整信息传输的顺序，平衡分流模块对路由器进展处理，对网络通信中分流施行平衡管理。利用PID算法对控制器软件进展设计，通过交换机选择程序解决控制器负载过高的问题。实验结果证明，所设计控制器下的网络通信具有传输效率高、稳定性强的优势。关键词：网络通信；平衡控制器；信道分配；平衡策略；

2、平衡分流；PID算法；负载中图分类号：TN715?34文献标识码：A文章编号：1004?373X202116?0072?04Abstract：TheproblemofoverloadingofthecontrollerispronetooccurwhentheSDNequalizationcontrollerbasedonloadnotificationisusedfornetworkmunicationcontrol，resultinginlowtransmissionefficiencyandpoorstabilityofnetworkmunication.Therefore，anovel

3、networkmunicationequilibriumcontrollerisdesignedandimplemented，whichisposedoftheapplicationlayer，controllayer，andinfrastructurelayer.Thedynamicupdateandbalancemoduleinthefunctionalmodulesofthecontrollercollectsflowgroupsandinterfacetraffic，andacplishesthechannelallocationbalancestrategyaccordingtoth

4、eflowgroupinformation.Thepreprocessingmoduleisusedtoadjustthesequenceofinformationtransmission.Thebalancedshuntingmoduleprocessestherouterandimplementsbalancedmanagementofshuntsinnetworkmunications.ThePIDalgorithmisusedtodesignthesoftwareofthecontroller.Theswitcherselectionprogramisusedtoresolvethep

5、roblemofoverloadingofthecontroller.Theexperimentalresultsshowthatthenetworkmunicationcontrolledbythedesignedcontrollerhastheadvantagesofhightransmissionefficiencyandstrongstability.Keywords：networkmunication；equilibriumcontroller；channelallocation；balancestrategy；balancedshunting；PIDalgorithm；load由于

6、网络通信系统中存在大量协议的运行及海量信息的传递【1】，所以网络通信的平衡控制对于进步网络运行质量非常重要【2】。传统基于负载通告的SDN平衡控制器，在进展网络通信控制过程中，利用负载通告的才能使控制器尽快完成平衡决策，但其容易出现控制器负载过高的问题，导致网络通信传输效率低，稳定性差【3】。因此，本文设计并实现新的网络通信平衡控制器，在有效地进展网络通信信道分配平衡化的同时，进步网络通信传输效率，降低传输误差。1网络通信中的平衡控制器設计与实现1.1控制器整体架构设计按照分层式构架将本文设计的网络通信中的平衡控制器分为三部分，分别是：应用层、控制层和根底设施层，其总体架构如图1所示。控制器通

7、过北向接口和南向接口分别实现控制层与应用层之间的互通以及控制层与根底设施层之间的扩散活动。应用层包含OpenStack信道资源调度平台。该平台利用控制层内的北向接口支配根底设施层内的交换机，完成全部网络通信中信道资源平衡分配的整体支配【4】。控制层包含网络通信控制器的关键模块控制器。控制器利用南向接口控制交换机的数据流表生成、资源分配方案规划以及信息存储等过程，利用北向接口将信道资源平衡分配给应用层信道资源调度平台中的使用者，对网络通信中的信道资源进展平衡化分配。根底设施层包含平衡控制器交换机，以控制器反映的流表标准为根底，施行信道资源组合和匹配【5】，控制资源的扩散活动。1.2控制器功能模块

8、设计1.2.1设计预处理模块由于網络通信誉户可能出现较多特殊问题，使得网络通信信道平衡质量大大降低。因此，有必要对信道分配施行预处理，在预处理过程中调整信息传输的顺序，对有效信息要优先传输，无效信息延后输出或给予删除，然后再施行信道平衡分配【6】。1.2.2设计平衡分流模块1对路由器中的初始参数施行设置，用户对路由器接口地址以及掩码等参数进展分析，通过动态Hash算法平衡分流方案对路由器流量进展调控。2用户基于开启路由器的设置文档，对不同路由器间的关联标准施行设置，采用动态Hash算法对路由器流量施行平衡化处理。3平衡分流模块基于用户设置时间周期，对网络通信中的路由器状态和数据信息进展采集。4

9、平衡分流模块采用动态Hash算法，对获取的路由器接口流量信息施行计算以及管理，确保流量满足不同网络通信誉户的应用标准【7】。1.3控制器运行逻辑设计本文以OpenFlow协议为根底设计的网络通信中的平衡控制器的运行逻辑如图2所示。1.4控制器软件设计1.4.1采用PID算法实现软件设计利用A/D转化器内的PID算法进展本文平衡控制器整体的软件设计，需先设置以下到达率的上下对控制器控制的交换机进展排序9，那么有：式中：Thrtar，Ltar，Lmig分别表示控制器的门限值、控制器的负载值以及迁移给控制器的负载。通过式3实现迁移的负载低于控制器负载门限同负载差值的1，解决控制器负载过高的问题。2实

10、验分析实验选择本文设计的网络通信中的平衡控制器、基于可靠性评估平衡控制器、基于轮转法平衡控制器进展一系列性能相关的试验分析。实验为验证本文控制器下网络通信的性能优势，对3个控制器下的某物流公司网络信道吞吐量进展比照，比照结果如图3所示。分析图3可得，3个控制器下实验物流网络通信信道吞吐量都随着平均信噪比的增加而提升。平均信噪比较高时，本文控制器下的物流网络信道吞吐量大幅高于其他两个控制器，说明本文控制器可实现网络通信的有效控制，进步网络通信性能。实验为验证本文控制器下网络通信的信道平均公平性优势，获取3个控制器下实验物流网络通信的信道平均公平指数，并进展比照，如图4所示。分析图4可以得到：在平

11、均信噪比为0dB时，本文控制器下物流网络的平均公平指数较基于轮转法控制器下物流网络高出约0.06；在平均信噪比为30dB时，本文控制器下物流网络的平均公平指数较基于可靠性评估控制器下物流网络高出约0.14，说明本文控制器下物流网络的信道公平性高于其他物流网络。实验为验证本文控制器下实验物流网络通信的稳定性，对3个控制器下物流网络的信道平均中断概率进展比较，图5为比较结果。由图5可以得到，在信道的平均信噪比小于15dB的条件下，本文控制器下物流网络通信的信道平均中断概率与其他两个控制器下物流网络通信差距较小；在信道平均信噪比大于15dB的条件下，3个控制器下网络通信的中断概率均随着信道平均信噪比

12、的提升而增长，但本文控制器下网络通信的信道平均中断概率增长曲线较平缓，并明显低于另外两个控制器下的网络通信，说明本文控制器下的网络通信具有较好的稳定性。实验为验证本文控制器下的网络通信的时延性，采用3个控制器下的实验物流网络通信分别进展100次试验，记录不同控制器下物流网络通信的传输时延并进展比较。表1为不同控制器下物流网络通信的传输时延比照结果。对其进展分析可以得到，本文控制器下物流网络通信的传输时延波动幅度较小，并且远远低于其他两个控制器下的物流网络通信，说明本文控制器下的物流网络通信的传输时延较低。采用3个控制器下的物流网络通信进展误差试验，结果如表2所示。分析表2可得，与其他两个控制器

13、下的物流网络通信过程相比较，本文控制器下的物流网络通信的平均误差较小，证明本文控制器下的物流网络通信准确性较高，可以实现网络通信中信道平衡的准确分配。3结论本文设计并实现了新的网络通信中的平衡化控制器，解决了以往使用基于负载通告的SDN平衡控制器进展网络通信控制时，存在效率低、稳定性差的缺点。本文控制器能确保网络通信的正常工作，同时进步了网络通信中信道资源分配的平衡化，对于进步网络通信系统的性能具有积极作用，可广泛应用在通信、医疗、航空等诸多领域。参考文献【1】赵灿明，李祝红，闫凡，等.电力通信网络中负载平衡的路由协议J.计算机应用，2021，3611：3028?3032.ZHAOCanming，LIZhuhong，YANFan，etal.LoadbalancedroutingprotocolinelectricpowermunicationnetworksJ.Journalofputerapplications，2021，3611：3028?3032.