电子设计工程ElectronicDesignEngineering第31卷Vol.31第6期No.62023年3月Mar.2023收稿日期：2022-01-07稿件编号：202201029基金项目：中国科学院战略性科技先导专项课题（XDC02070100）作者简介：李家兴（1997—），男，重庆人，硕士研究生。研究方向：软件定义网络、网络通信技术。软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking,SDN)[1]中，控制面接收数据面消息，利用全局网络拓扑及带宽资源信息制定灵活的可编程策略[2]。网络规模的扩大暴露出了控制面处理能力不足的问题，为此出现了控制面可扩展性的相关研究[3-6]。围绕控制面可扩展性的研究主要集中在扁平化多实例扩展[7-9]和层次型分层控制扩展[10-12]两种方法，但该两类方法面临着节点状态同步开销大、逐层传递时延高、线性扩展能力弱以及弹性控制能力差的问题。基于K8S的SDN控制器可扩展性优化研究李家兴1，2，朱晓东1，曾学文1，2（1.中国科学院声学研究所国家网络新媒体工程技术研究中心，北京100190；2.中国科学院大学，北京100049）摘要：针对软件定义网络规模不断扩大而出现的控制面处理能力不足问题，提出控制器模块化解耦合并基于K8S进行模块化水平扩展的方法，扩展控制面处理能力。为实现模块化无状态水平扩展和消息在模块间的高效分发，采取应用对消息主动订阅的机制并通过高可靠的Redis集群对订阅规则进行管理的方法。此外，考虑网络流量动态变化的特点，利用K8S对控制器各模块进行资源感知并进行水平扩展，以增强控制面的弹性伸缩能力。实验结果表明，所提方法相对于扁平化多实例扩展方案，控制面处理能力能够线性扩展并且具有更低的响应时延、更高的系统吞吐，证明了所提方案的有效性。关键词：软件定义网络；K8S；控制面；消息订阅；弹性伸缩中图分类号：TN915.1文献标识码：A文章编号：1674-6236（2023）06-0057-07DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2023.06.013ResearchofSDNcontrolplanescalabilitybasedonK8SLIJiaxing1，2，ZHUXiaodong1，ZENGXuewen1，2（1.NationalNetworkNewMediaEngineeringResearchCenter，InstituteofAcoustics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2.UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China）Abstract:Inordertosolvetheproblemoflowprocessingcapacityofthecontrolplanewiththeexpansionofsoftware⁃definednetworkscale，amethodofcontrollermodulesdecoupleandmodularhorizontalexpansionbasedonK8Sisproposed.To...
