软件定义网络：正在进行的网络变革

随着SDN相关技术研究的不断深入，其研究活动主要可以在以下方面展开：

（1）SDN控制应用的研究。

这种开放的网络架构能够用于多种网络环境中，不同场景中SDN控制应用需要从不同的网络环境特点出发，因地制宜，合理有效地进行有针对性的控制应用设计。

（2）SDN网络抽象。在SDN架构中，控制器平台向上层控制应用提供高层抽象应用程序编程接口（API），也称为"北向接口"。现有的控制器平台实现已经提供了一些基本的抽象，然而利用基本抽象来编写网络控制程序往往也是比较复杂并且容易出错，如何去设计更高层的网络编程抽象也是一个需要解决的问题。当前，业界比较认可的编程API需求有提供通用的编程抽象，能够支持多种网络环境中的不同的网络控制功能；提供高层抽象，使编程人员能够更容易地控制网络；提供分布式抽象，以支持网络和应用的可扩展性，使程序的编写不受底层网络分布式结构的束缚；提供支持模块化的控制程序；提供可移植性，使控制程序能够得到最大限度的重用等等。

（3）SDN调试及排错技术。由于的行为完全由软件决定，与所有程序一样，这些控制程序同样会存在一定的漏洞，验证网络行为与控制策略的一致性也成为了现阶段的重要问题。

当前的解决方案有：利用模型校验以及符号执行去验证控制器代码的正确性；利用断点及数据包回溯技术来对SDN进行排错；以及通过对数据平面配置的静态分析来检查网络的联通及隔离错误等等。

（4）分布式控制平面的设计。虽然OpenFlow支持分布式控制，但将网络智能逻辑上集中化之后所带来的可用性、可扩展性等问题仍需完善。

在分布式SDN架构中，控制器之间的信息复制决定了系统的可扩展性，在信息全复制的情况下，整个系统将很快会陷入系统瓶颈，因此需要对网络中各种信息的更新频率进行更为精确的分析，从而能够给出较为有效的解决方案。

（5）硬件优化技术。利用的特性来对转发硬件进行优化，OpenFlow协议从v1.1版本之后将转发面抽象成多级流水线，十分类似于当今交换机ASIC以及网络处理器的结构。那么，如何在不过分增加转发硬件复杂度的前提下，尽可能地提高转发平面的可编程能力（如可定义的表/流水线结构）也是一个需要进一步研究的重要问题。

随着研究的不断深入以及技术的持续发展，SDN关键技术将逐渐趋于完善，未来的网络将会越来越依赖于软件，因此互联网将可能会进入SDN时代。

2.3 SDN应用广泛

SDN能够在多种网络环境中得到应用，包括数据中心网络、企业网络、广域网以及移动网络等[10].

首先，在数据中心网络环境中使用SDN，可以将网络和计算资源更加紧密地联系在一起，从而实现高效的控制。在数据中心内部，利用SDN的优势，可以有效地进行数据中心中的路径优化和负载均衡，提高数据中心中资源利用率以及降低数据中心的能量消耗。另一方面，在多个数据中心之间利用SDN网络虚拟化技术以及逻辑上集中式的控制技术，可以轻松地实现应用到虚拟专用网（VPN）的映射以及虚拟机的迁移。

其次，使用传统技术对大型企业网络进行管理是一种十分复杂的任务。在企业网络中利用SDN技术，能够极大地减轻网络管理的复杂度，企业网络管理人员只需要通过定义整网的管理策略就能够直接对企业网络进行控制，而不需要进行逐设备的配置，提高了企业网络的可靠性。

最后，在广域网及移动网络中使用SDN技术也将可能具有众多好处。SDN逻辑上集中的控制平面能够更好地实现网络融合，使统一管理成为可能。利用SDN技术可以在固定网络和移动网络中实现无缝控制、提高VPN管理的灵活性等。已有企业公司利用OpenFlow技术对移动网络进行高效、灵活的网络管理，并实现了多种移动通信方式之间的实时动态切换以及移动回程网络的节能功能。在运营商网络中利用SDN技术不但能够降低网络管理难度，还能够加快业务部署速度，提高网络服务的适应能力。

3结束语

通过控制与转发的分离，SDN能够降低网络管控的复杂度，提高网络的可靠性及安全性，提供多种粒度的网络控制，从而提高用户体验并促进网络创新。当前SDN已逐渐成为了学术界、工业界以及标准化组织广泛关注并讨论的热点。未来网络将越来越依赖于软件，SDN这种新颖的、动态的网络架构将得到更广泛的应用，进而促进网络技术的不断创新。