基于变结构控制的气动力/直接力切换控制设计

为了减小脉冲发动机工作时喷流与外流场对弹体和气动舵面产生的耦合作用,提高气动力／直接力复合控制系统的性能,文中提出一种气动力／直接力切换控制方案,即在导弹末端攻击目标时断开气动力控制回路,只用直接侧向力控制。采用变结构控制设计飞行控制系统,实现气动力与直接力的平滑切换。数字仿真结果表明该方法能有效地提高导弹自动驾驶仪的快速性、鲁棒性,减小直接力机构与气动舵面之间的操纵耦合,显著改善导弹的脱靶量。     

一种软件定义网络中的控制器热备份及选举算法

多控制器软件定义网络中交换机迁移策略计算空间大、考虑因素单一且无法立刻迁移出故障域内交换机.对此,本文将原交换机迁移问题优化成为控制器的热备份及选举问题(Controller Hot Backup and Election Problem,CHBE Problem),对控制器进行热备份,并设计相应的备份空间确定算法和主控制器选举算法,通过权衡信息交互、失联性、负载失衡和跨域通信四种代价实现合理的网络构建.实验结果表明,与现有算法相比,负载均衡程度和跨域通信问题改善明显,备份空间平均缩小了65%;在OS3E拓扑中加权后的综合评价最高提升了71%.     

Flow consistency in an intensive SDN security architecture with multiple controllers

As critical components in SDN,controllers are prone to suffer from a series of potential attacks which result in system crashes.To prevent the compromise caused by single failure of controller or flow-tampering attacks,Mcad-SA,an aware decision-making security architecture with multiple controllers was proposed,which coordinates heterogeneous controllers internally as an“associated”controller.This architecture extends existing control plane and takes advantage of various controllers’merits to improve the difficulty and cost of probes and attacks from attackers.In this framework,flow rules distributed to switches are no longer relying on a single controller but according to the vote results from the majority of controllers,which significantly enhances the reliability of flow rules.As to the vote process of flow rules,segmentation and grading is adopted to pick up the most trustful one from multiple flow rules and implement flow consistency.This mechanism avoids comparison between rules via bit by bit which is impractical among several controllers.Theory analysis and simulation results demonstrates the effectiveness,availability and resilience of the proposed methods and their better security gain over general SDN architectures.     

SDN多控制器容错机制的研究与设计

SDN提出将控制平面与转发平面解耦,并提供了对控制平面的可编程性以适应新的网络需求。集中化的控制器在带来诸多便利的同时,也伴随着许多新的挑战。其中,控制器单点故障就是一个不容忽视的问题。研究带内通信场景下多控制器容错与故障恢复。传统多控制器容错方案主要采用主从机制,某种程度上是对控制器资源的极大浪费。采用平面式的控制器架构,将多个控制器相连形成环状结构,相邻控制器间相互监听检测控制器故障。故障发生后,采用交换机簇划分和交换机重托管算法将故障域内的交换机托管到其余正常工作的控制器下,以完成网络的快速恢复。为应对网络中其余正常工作控制器总剩余容量小于故障域内交换机数量的极端情况,使用预定义的脚本动态添加控制器。     

SDN中基于迁移优化的控制器负载均衡策略*

针对SDN多控制器负载均衡过程中交换机迁移僵化和迁移冲突问题,本文对现有的交换机迁移模型实施优化,提出了一种阶段式控制器负载均衡策略。在阶段1,综合控制器的各类开销代价,基于遗传算法优化迁移目标,选取交换机迁入和迁出域;在阶段2,通过设定子域迁移度和交换机有效期,实现了多交换机的协调迁移。仿真结果表明,与现有的负载均衡策略相比,改善了迁移域的选取过程,优化了交换机到控制器的动态部署,控制器负载均衡率提升了约21%。     

Survey of controller placement problem in software defined network

In order to change situation of high management complexity in current Internet,software defined network (SDN) was proposed,which mainly aimed to directly control forwarding behaviors of data-flow by using flow strategies generated by controllers.With the deployment and applications of SDN,research communities found that the controller placement in SDN network could directly affect network performance.In recent years,controller placement problem (CPP) has become a hot topic,where performance metric and searching algorithms are important research areas.Based on current researches,the existing controller placement problem was systematically analyzed and summarized,which was expected to be helpful for the follow-up research.     

SDN中基于效能优化的交换机动态迁移策略

交换机迁移作为一种弹性控制方式对于软件定义网络（SDN）中多控制器负载均衡具有重要作用.针对现有迁移方案存在迁移效率低下和高迁移代价问题，提出基于效能优化的交换机动态迁移策略.首先，分析控制器负载组成并构建负载差异矩阵，设置触发因子进行负载不均衡判定.然后确定迁移对象，建立迁移效能模型，同时考虑负载均衡率和迁移代价来确定迁移交换机和迁入控制器.最后，通过设定迁移三元组完成迁移映射，实现高效交换机迁移.仿真结果表明，该策略可以有效降低控制器响应时间，减小迁移代价并提高控制器吞吐量，同时将负载均衡率保持在较高水平，具有良好的拓扑适应性.     

地地导弹瞄准系统的模糊-PI复合控制器设计

文中针对地地导弹半自动化瞄准系统，瞄准时间长、精度不高的缺陷，提出一种模糊-PI复合控制器设计方法．该方法在瞄准误差较大时采用模糊控制方法以实现对瞄准误差的快速跟踪；瞄准误差较小时，采用P1控制以消除稳态误差。最后，通过仿真验证了所设计的控制器可以大大缩短瞄准时间．而且具有很高的瞄准精度．具有较好的工程参考价值。     

SDN中基于时延优化的多控制器部署方案

针对SDN在广域网中部署时,单一集中式的控制器无法满足整个网络性能需求这一问题,提出一种多控制器部署方案。评估给定网络拓扑所需部署的控制器个数,使用聚类方法将控制器初步部署到网络中,向网络中输入动态数据流,根据蜂群算法思想,以最小化流表建立时间和控制器之间的同步时延开销为目标进一步优化控制器的部署。仿真结果表明,该方案在优化流表建立时间的同时,能够获得较小的控制器间同步时延开销。     

基于自优化的SDN交换机动态迁移机制

为提高SDN控制器的使用效率以及多控制器之间的负载均衡度,对多控制器的部署问题进行了研究,并提出了一种交换机动态迁移机制.该动态迁移机制基于周期性运行的自优化的算法实现,按照控制器的部署情况,将网络划分成多个域,通过分析各域内相关参数,分别找出负载最高和最低的控制器节点,并根据控制器负载和交换机请求率快速选择出最佳的迁移交换机和迁移目的地.控制器的负载均衡度、交换机请求的处理时延和算法的复杂度是算法设计中所考虑的主要因素.该算法的优点在于通过局部的动态调整实现了对SDN控制层的灵活管理.仿真结果表明,基于自优化的交换机动态迁移方案能够有效提高多控制器间的负载均衡度,减小流请求的处理时延,同时将运算复杂度保持在一个相对合理的水平.