Распределенная отказоустойчивая платформа управления для программно-конфигурируемых сетей

The architecture of the high availability distributed control plane for SDN/OpenFlow networks are considered. High availability is achieved by redundancy of controller instances, active switch-controller communications, computing resources and tools for a controller instance failure and overloading detection and recovery. The proactive backup controller allocation algorithm which allows to minimize the time to repair in the case of a single controller instance failure is discussed. The algorithm for controller load-balancing allows dynamically reconfigure the control plane with a minimum number of switch control transfer operations to avoid controller instance overloading. The initial experimental results of the proposed algorithms for the HA distributed SDN control plane are described.В рамках исследования рассматривается проблема обеспечения отказоустойчивости распределенной платформы управления для программно-конфигурируемых сетей. Целью исследования является разработка архитектуры и принципов организации отказоустойчивой распределенной платформы управления для ПКС. Отказоустойчивость распределенной платформы управления ПКС достигается за счет резервирования контроллеров, резервирования активных соединений между коммутатором и несколькими контроллерами, резервирования вычислительных ресурсов и использования дополнительных программных инструментов для обнаружения отказов, предотвращения перегрузок и восстановления управления сетью. В работе приводится алгоритм распределения управления коммутаторами между контроллерами платформы управления, выбора резервных контроллеров для каждого коммутатора, что позволяет минимизировать время восстановления в случае одиночных отказов контроллеров. Алгоритм балансировки нагрузки между контроллерами позволяет динамически переконфигурировать платформу управления с минимальным количеством операций передачи управления коммутаторами, чтобы предотвратить перегрузку контроллера. Представлены результаты экспериментального исследования предложенных алгоритмов

METHOD OF CHOOSING A CONFIGURATION OF A HIGH AVAILABILITY DISTRIBUTED CONTROL PLATFORM FOR TRANSPORT SOFTWARE-DEFINED NETWORKS

The method of choosing a configuration of a high availability distributed control platform (HA DCP) for transport software-defined networks is considered.To provide fault tolerance to single controller failures the following aspects are affected in this problem: the choice of the controller instance location in the nodes of the transport SDN, the choosing of the primary and backup controllers for each switch, determining the optimal number of active controllers for distributed control platform. The minimization of delays in the transmission of control messages between the controller and the switch is a criterion for optimizing the controller placement. In the case of a single controller failure, the management of the switches is distributed among the active backup controllers. A complex method for solving this problem is proposed, including algorithms on graphs, clustering algorithms, and an algorithm for solving the Boolean linear programming problem, which allows selecting the location of the controllers in the network and the configuration of the primary and backup controller for each switch. The proposed method is implemented as a software tool. An experimental investigation of the developed method on the topologies of real transport networks is carried out

Fault-Tolerance Distributed Control Plane for Software Defined Networks

The architecture of the high availability distributed control plane for SDN/OpenFlow networks are considered. High availability is achieved by redundancy of controller instances, active switch-controller communications, computing resources and tools for a controller instance failure and overloading detection and recovery. The proactive backup controller allocation algorithm which allows to minimize the time to repair in the case of a single controller instance failure is discussed. The algorithm for controller load-balancing allows dynamically reconfigure the control plane with a minimum number of switch control transfer operations to avoid controller instance overloading. The initial experimental results of the proposed algorithms for the HA distributed SDN control plane are described