تخصیص پویای سوئیچ برای کاهش هزینه در شبکه های مبتنی بر نرم افزار

شبکه‌های مبتنی بر نرم افزار، با جداسازی سطح کنترل از سطح داده در تجهزات شبکه همانند سوئیچ و مسیریاب مزایای بسیار زیادی همچون قابلیت برنامه‌ریزی بیشتر سطح کنترل، استقلال بیشتر شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات شبکه، امکان مجازی‌سازی شبکه، کاهش هزینه‌های عملیاتی و غیره را به ارمغان آورده‌اند. بکارگیری یک کنترلر در شبکه معایبی به همراه دارد. ازجمله اینکه، ترافیک شبکه در بیشتر بخش‌ها شناخته‌ شده بیش‌ازحد خواهد شد و کنترلر ممکن است در حالت سرریز قرار گیرد. بنابراین استفاده از چندکنترلر موجب تعریف مسئله ای به نام مساله مکان‌یابی کنترلرها خواهد شد که در آن تعداد و مکان نصب کنترلرها، اهمیت می‌یابد. در این مساله، هدف یافتن مکان و تعداد بهینه‌ی کنترلرهای موردنیاز در شبکه است که قیدهای مشخصی را برآورد و هزینه‌ی پیاده‌سازی شبکه را کمینه سازد. در این مقاله، به منظور حل مساله مکان‌یابی کنترلر الگوریتمی براساس تخصیص پویا سوئیچ پیشنهاد و عملکرد آن در مقایسه با روش‌های حل موجود و بر روی دسته‌ی وسیع و متنوعی از نمونه‌ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از محاسبات بر روی نمونه‌ها نشان از برتری الگوریتم تخصیص پویا سوئیچدر زمان اجرا برای تمام نمونه‌ها ودریافتن حداقل هزینه پیاده‌سازی در برخی از نمونه‌ها با اندازه‌های کوچک و متوسط حکایت دارد. همچنین در شبکه‌های با اندازه بزرگ، الگوریتم تخصیص پویا سوئیچچه در زمان اجرا و چه در هزینه پیاده‌سازی از برتری قطعی برخوردار است.

Dynamic Switch Allocation to Reduce Costs In Software Defined Networks

Software defined network is a new computer network architecture who separates controller and data layer in network devices such as switches and routers. Separation of the control plane and the data plane has many benefits, such as more programmability of the control plane, the possibility of network virtualization, reduction of operating costs, greater independence of network equipment manufacturers, and so on. By the emerge of software defined networks, a class of location problems, called controller placement problem, has attracted much more research attention. The task in the problem is to simultaneously find optimal number and location of controllers satisfying a set of routing and capacity constraints. In this paper, we suggest an effective solution method based on dynamic switches allocation. We, then compare our method to an existing standard mathematical programming solver on an extensive set of problem instances. It turns out that our suggested method is computationally much more effective and efficient over small to large instances.