引用本文:
高荣亮,郑乐. 高可用SDN控制器主从分布式系统设计[J]. 光通信技术,2021,45(7):59-62.
高荣亮,郑 乐
(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:软件定义网络(SDN)控制器系统是整个网络的大脑,为了降低控制器单点故障造成的影响,设计了一种简单可靠且可用性更强的主从分布式系统和基于优先级及非抢占的主从选举算法,选举过程不再受限于健康节点数量;简化了Raft算法日志复制系统,设计了一套简单高效的主从增量/全量数据复制流程;结合数据持久化存储及恢复功能,实现系统重启后数据不丢失。试验结果表明:该系统实现了目前主流的主从分布式系统的主要功能,性能更优,能适应分布式SDN控制器系统各种复杂应用场景。
关键词:软件定义网络控制器;分布式系统;可用性;主从;Raft算法
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)07-0059-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.07.014
0 引言
软件定义网络(SDN)通常采用控制器集中管理整个网络,管理内容包括节点资源、链路资源、带宽预留和路由规划等。为了降低控制器单点故障造成的影响,需要采用分布式多点部署控制器系统,通过具有选举和复制功能的分布式协议实现多点之间数据共享和同步。Paxos算法[1]和Raft算法[2]是分布式系统中使用率非常高的同一类共识算法。以Raft算法为例,一次数据复制操作需要多数节点提交成功后才算复制成功。因此,算法提交和复制效率低[3-4],当网络出现12数量节点故障或者网络分裂成多个节点数量均小于或等于12的分区后,系统暂时无法选举和复制,直到故障节点恢复或者网络合并后系统才能恢复正常;另外,Raft算法的选举结果具有一定的随机性,不适用于选举结果可控的场景。针对上述问题,本文设计一种高可用的SDN控制器主从分布式系统和主从选举算法。
3 结束语
针对基于Raft共识算法的分布式系统在SDN控制器中应用存在的缺陷,本文设计了一种主从分布式系统,利用主、从和普通3种节点减少了控制器故障切换时间,减轻了主节点的压力,提高了控制器节点故障容忍度,复制效率接近主流的分布式系统ETCD。实验结果表明:与传统的分布式系统相比,本文设计的主从分布式系统可用性和扩展性更强。