基于元启发式的优化与弹性控制器部署：在支持SDN的物联网网络中的应用

《NATIONAL ACADEMY SCIENCE LETTERS-INDIA》：Metaheuristic-Based Optimized and Resilient Controller Placement in SDN Enabled IoT Networks

针对物联网网络在SDN环境下的控制器放置问题，提出ORPS框架，融合GA、PSO、ACO算法优化韧性、降低延迟和抖动，实验验证其有效性。

　　

摘要

物联网（IoT）网络的快速增长在韧性、可扩展性和容错性方面带来了挑战。在基于软件定义网络（SDN）的物联网环境中，优化控制器部署对于减少延迟和确保可靠运行至关重要。传统策略在动态环境中表现不佳，因此需要采用自适应优化方法。本文提出了优化韧性部署策略（Optimized Resilient Placement Strategy，简称ORPS），该策略结合了遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）和蚁群优化（ACO）等元启发式方法，以提高容错性、降低延迟并增强可扩展性。ORPS能够确保系统冗余性，减少控制器与设备之间的通信延迟，并降低抖动。实验结果表明：延迟减少了21%，抖动降低了67%（降至5毫秒），平均每个设备配备了2.4个备用控制器，负载方差为10.1，充分证明了其在大规模、动态的基于SDN的物联网网络中的有效性。

物联网网络的快速增长在韧性、可扩展性和容错性方面带来了挑战。在基于软件定义网络（SDN）的物联网环境中，优化控制器部署对于减少延迟和确保可靠运行至关重要。传统策略在动态环境中表现不佳，因此需要采用自适应优化方法。本文提出了优化韧性部署策略（Optimized Resilient Placement Strategy，简称ORPS），该策略结合了遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）和蚁群优化（ACO）等元启发式方法，以提高容错性、降低延迟并增强可扩展性。ORPS能够确保系统冗余性，减少控制器与设备之间的通信延迟，并降低抖动。实验结果表明：延迟减少了21%，抖动降低了67%（降至5毫秒），平均每个设备配备了2.4个备用控制器，负载方差为10.1，充分证明了其在大规模、动态的基于SDN的物联网网络中的有效性。