Controller Plane

Toward Highly Available and Scalable Software Defined Networks for Service Providers

• IEEE Communications Magazine
• 2017
• 綜述類，討論了控制器做爲一個故障點的問題。控制器之間的同步機制以及主備控制器的切換；

Response Time and Availability Study of RAFT Consensus in Distributed SDN Control Plane

• IEEE Transactions on Network and Service Management
• 2018
• 問題：單控制器不可靠；
   而且，對於強一致性的分佈式協議（RAFT），提交每一個請求（選舉備用控制器等）前須要集羣中每一個成員確認，可能花費大量時間（這與集羣大小，網絡延遲相關），而不少網絡服務是時延敏感的；
• 方法：基於RAFT，提出一種快速恢復的過程；

Heuristic Approaches to the Controller Placement Problem in Large Scale SDN Networks

• IEEE Transactions on Network and Service Management
• 2015
• 問題：一個網絡中知足可用性和快速恢復的最少控制器數量；
   在大多數場景中，不少條件沒法同時知足；
   大規模網絡或動態網絡中，底層資源變化頻繁，沒法快速找到最佳的恢復方法；
• 方法：提供工具集，考慮各類條件優先的狀況下的分佈式控制器放置；
   在大規模網絡或動態網絡中，提供啓發式算法來儘快地找到備用控制器；

In-band control, queuing, and failure recovery functionalities for openflow

• IEEE Network 
• 2016
• 問題：帶內的OpenFLow網絡中的故障會致使服務的中斷，而這種網絡的故障恢復還沒被考慮；
• 方法：利用BFD和隊列方式來進行帶內OpenFlow的快速恢復；

An Efficient Algorithm for Constructing Controller Trees in SDN

• IEEE Global Communications Conference
• 2017
• 問題：以控制器爲根的樹形SDN網絡拓撲中，當一個父節點宕機時，其子樹的交換機會失去與控制器的鏈接；
  
• 方法：根據交換機到控制器的距離和非樹內邊來構造樹形拓撲；

Capacity-aware and Delay-guaranteed Resilient Controller Placement for Software-Defined WANs

• IEEE Transactions on Network and Service Management
• 2018
• 解決：控制器放置問題（CCP），針對廣域網中的控制器數量和放置方面來提升網絡的彈性；
• 方法：對CCP進行建模，考慮了單個控制器節點宕機時的恢復狀況，將備用控制器的選舉從CCP問題獨立出來，以達到更好的靈活性；

Beehive: Simple distributed programming in software-defined networks

• Symposium on Software Defined Networking
• 2016
• 問題：分佈式控制器對於網絡編程不友好；
   大部分控制器使用額外的數據庫形成時延及其餘的問題；
• 方法：實現一種對編程友好的分佈式控制器架構，提供key-value存儲，消息隊列，故障恢復和實時檢測等功能；併爲編程人員提供了友好的API;

Ravana: controller fault-tolerance in software-defined networking

• ACM SIGCOMM Symposium on Software Defined Networking Research
• 2015
• 問題：主備控制器切換時，因爲狀態（控制器和交換機）的不一致致使網絡行爲不一致；
• 方法：將網絡事件的處理過程看作一個事務處理，發送故障是根據log進行處理；
   使用兩段備份協議來備份狀態；

FASIC: A Fast-Recovery, Adaptively Spanning In-Band Control Plane in Software-Defined Network

• IEEE Global Communications Conference
• 2017
• 問題：在帶內的SDN網絡中，因爲數據流量和控制流量共享相同的物理鏈接和設備，數據流的增大可能會致使控制流量丟失或者延遲；
  方法：設計一種帶內SDN網絡的控制平面，包括自治的控制平面初始化、流量感知來避免控制流量阻塞及快速恢復；快速恢復方面：下發部分的控制邏輯到交換機，容許交換機在控制器不可達時尋找新的控制器；

Primary-Backup Controller Mapping for Byzantine Fault Tolerance in Software Defined Networks

• IEEE Global Communications Conference
• 2017
• 問題：解決拜占庭將軍故障恢復問題須要的大量控制器，而且交換機須要同時給多個控制器發送消息；
• 方法：減小每一個交換機的備用控制器的數量，並容許多個交換機共享備用的控制器；同時，在交換機與控制器鏈接方面，考慮控制器的負債和OF的時延；