徐新羽 戴新发 夏 静 李文铖

（武汉数字工程研究所 武汉 430205）

1 引言

随着云计算［1］和大数据的发展，数据中心的流量模型发生了巨大变化，东西向流量取代了南北向流量，占据了主导地位，比例可达70%以上。东西向流量的爆发意味着数据中心内大部分的流量都将发生在服务器之间，从而导致传统数据中心内部的通信带宽已经无法满足流量的传输需求［2～3］。因此，具有分层的多根网络拓扑的胖树［4～5］结构逐渐成为主流，其具有很好的扩展性，并能够为属不同POD的服务器提供多条等价路径，进而提供高带宽和高容错性。

ECMP［6］（Equal Cost Multi-Path）算法是一种经典的多路径路由算法，其基于静态哈希进行路径选择，在一定程度上利用了胖树拓扑结构带来的等价路径，实现了数据的快速转发。然而，ECMP没有考虑链路的实时传输状态，以随机的哈希方式选择路径，有可能导致拥塞。SDN［7～8］是一种新型的网络架构，其核心是将控制平面从传统网络的单个设备中剥离，集中到中央控制器上；数据平面由支持南向接口协议的转发设备完成。其具有三大特征：1）网络可编程；2）转发与控制分离；3）集中式控制。因此，SDN能够获取数据中心的全局网络信息，包括可用路径以及它们的剩余带宽和时延等，并据此统一为转发设备制订转发策略，因而基于SDN的路由算法可以很好解决网络负载均衡的问题。

综上所述，要实现网络的负载均衡，必须考虑链路的实时状态。据此，本文提出了一种基于SDN的数据中心负载均衡路由算法，该算法依据SDN控制器获取的全局网络信息对进入交换机的流量进行集中控制，为其选择最优的传输路径。……