轻量级软件定义边缘计算网络拓扑发现方法

现有软件定义边缘计算网络(SD-ECN)已实现高效、可靠、安全的网络通信,但面对物联网、人工智能、大数据等不同规模、不同需求的网络环境,其拓扑架构的弹性和可扩展性仍存在不足.在软件定义网络中,开放流发现协议(OFDP)通过封装链路层发现协议(LLDP)包,由控制器发送和接收相关的报文,并解析生成网络拓扑.边缘设备通过高速链路相互连接形成边缘网络,并通过一个或多个汇聚节点连接到核心网络.在差异化技术网络环境需求下,边缘节点的更新率通常较高,而核心骨干交换机则无须重复更新.在此背景下,现有软件定义边缘计算网络拓扑发现方法存在冗余链路查找和拓扑重构效率低的问题,最终导致控制器不堪重负、边缘计算任务卸载机制失效.为此,提出了一种轻量级软件定义边缘计算网络拓扑发现方法.针对冗余链路查找问题,通过多级流表规则和LLDP帧优化实现了数据包的动态绑定、动态验证和实时转发;针对控制器在拓扑发现过程中下发报文数量过多的问题,提出了一种基于最小顶点覆盖思想的边缘节点和链路发现算法;针对控制器接收报文数量过多问题,提出了一种动态单双向边缘链路解析与合并算法.实验结果表明,与现有网络拓扑发现方法相比,所提方法在实现拓扑重构过程中解析链路容量和节点间的连接关系功能的基础上实现了轻量级的网络拓扑发现,有效减少了网络数据包的数量和控制器的负载.