2014全国高校软件定义网络（SDN）应用创新开发大赛一等奖作品简介及点评

2014全国高校软件定义网络（SDN）应用创新开发大赛一等奖作品简介及点评

编者按——

第一届全国高校软件定义网络(SDN)应用创新开发大赛尽管已经落幕，但仍掀起了一股SDN技术在高校乃至社会上的传播热潮，使更多人开始了解到SDN技术以及当代网络技术的进步。为此，本刊特别邀请了大赛专家委员会委员、华中科技大学网络与计算中心主任于俊清教授对大赛一等奖作品进行了点评。

北京邮电大学

基于SDN的园区级多媒体流量优化

指导老师：黄韬 参赛学生：张健男 汪硕 丁健 胡文博

多媒体流量冗余是当前互联网最为突出的问题之一，人们浏览静态网页、点播视频或者收看网络直播时，相同的内容在网络中重复传输，冗余流量消耗大量带宽资源，极大地影响了用户体验。利用SDN集中管控的优势，可以灵活调度多媒体流量的传输，从而降低网络中的冗余流量。该项目基于SDN/ OpenFlow研究多媒体流量优化机制，设计了一套基于Floodlight控制器的园区级网络资源管理系统，试图解决多媒体流量传输时的冗余流量问题。

该项目利用Floodlight控制器和Open vSwitch交换机模拟校园网络环境，通过实验验证多媒体流量优化方案。实验结果表明实时流量的冗余传输明显减少，网络效率大大增加，非实时流量的出口带宽消耗明显降低，从而证明本方案在传输过程中有效降低了多媒体的冗余流量。

于俊清点评：利用SDN集中管控的优势，设计了一套基于Floodlight控制器的园区级网络资源管理系统，通过灵活调度多媒体流量的传输达到降低网络冗余流量的目。系统设计新颖、方案可行，模拟实验效果明显，可以作为SDN在多媒体传输领域的典型应用。

中国科学技术大学

云数据中心虚拟机业务流量QoS保障

指导老师：张焕杰 参赛学生：王硕 张俊 徐华

数据中心云化发展逐步走向大型化、自动化、虚拟化，云网络中产生超大规模东西向数据流量已经成为必然趋势。上层应用共享底层物理网络带宽，网络拥塞成为常见现象，云业务服务质量需要保障。

本应用提出一套基于SDN的云数据中心业务流量QoS保障的解决方案，为云中虚拟机业务流量提供自动化QoS保障的同时，尽可能提高物理链路利用率。通过增加虚拟接入层软件交换机，将网络接入移至物理服务器内部，进而实现对虚拟机网络策略的管理。借助SDN南向接口，实现针对业务类型的个性化流表自动下发机制，达到虚拟机业务流量调度到特别端口队列的目的。借助SDN北向接口，监控全局虚拟机业务流量状态以及端口队列流量状态，并在此基础上设计基于实时业务流量端口队列带宽动态调整策略。与此同时，采取分级控制的思想，在端口队列针设计基于流的限速策略，从而达到虚拟机业务流量QoS保障的目的。

于俊清点评：通过增加虚拟接入层软件交换机，将网络接入移至物理服务器内部，实现了对虚拟机网络策略的管理；采取分级控制的思想，在端口队列针设计基于流的限速策略，达到虚拟机业务流量QoS保障的目的。项目定位准确，实现方案合理，可以为云中虚拟机业务流量提供自动QoS保障的同时，提高物理链路的利用率。

电子科技大学

尽力而为网络中在线视频 QoS保障解决方案

指导老师：王晟 参赛学生：王世超 张林炼 宋彤雨 王金鑫

如何在网络中提供QoS 在今天仍是一个未得到很好解决的问题，针对这个问题，学术界做了许多研究工作，但试图在传统的Internet 中提供QoS 的尝试均不太成功。

近几年出现的SDN 为QoS 的实现提供了新的契机。该项目利用SDN 的特点在尽力而为的IP 网络中为在线视频提供QoS 保障。通过把解决方案做成SDN 控制器上的应用，同时搭建出了原型系统。该解决方案把网络中的流量分为普通的数据流量和有QoS 需求的流量(此次研究针对在线视频流量)，分别对数据流和视频流设计不同的路由算法，在尽量不影响正常数据流业务的情况下，为视频流提供QoS 保障。该方案在IP 的基础上实现了QoS 保障，比IntServ、ATM 等解决方案更易实现。

为了提供准确的QoS 流量识别，本方案中包含了一个QoS注册模块。在用户发起视频流请求时，该模块向控制器注册用户此次请求的QoS 指标，并携带了用户的IP 地址等网络信息，控制器根据QoS 指标和网络当期状态给此次视频传输计算路由。引入了该模块之后，QoS 流可以被更细粒度地识别，而且实现简单。同时，在mininet 平台上搭建了实验系统，验证了该解决方案的有效性。

于俊清点评：针对在线视频播放应用，把网络中的流量分为普通的数据流量和有QoS 需求的流量，利用SDN技术分别对数据流和视频流设计不同的路由算法，在尽量不影响正常数据流业务的情况下，为视频流提供QoS 保障。方案设计清晰，系统组成合理，实验效果明显。

北京邮电大学

一种基于SDN的虚拟机动态迁移技术

指导老师：胡博 参赛学生：陈品殿 王竞豪 李英

以目前网络的发展速度来看，虚拟机未来的规模肯定不是目前单一数据中心能够支撑的，传统的虚拟机迁移技术将无法满足分布式云数据中心的需求，因此虚拟机跨三层网络的迁移将是未来以分布式云数据中心为基础的云计算系统所必需的基础功能之一。

本方案将虚拟机跨三层网络的迁移技术作为研究方向，引入了软件定义网络（SDN）和身份位置分离（Identifier /Locator Separation）的思想，同时结合了无线移动性管理技术。创造性地将SDN 技术、新型互联网架构设计以及无线网络中的移动性管理技术有机结合，用于解决云计算分布式数据中心的虚拟机跨三层网络迁移问题，提出了一种基于SDN 技术的虚拟机跨三层网络动态迁移方案。在该方案中同时利用移动性管理中的位置映射技术，实现对虚拟机的身份和位置标识的有效映射，最后通过构建实验平台实现了该方案。

该方案具有以下特色：相比建立隧道方法，无需建立隧道，更节能；相比支持移动IP 方法，无需更改DNS 条目，操作更简单；相比基于SDN 的虚拟机跨三层网络迁移方法，性价比更高。方案达到的效果如下：跨三层网络的虚拟机迁移；虚拟机迁移的时间在3 秒以内；业务中断时间为毫秒级。

于俊清点评：针对云计算分布式数据中心的虚拟机跨三层网络迁移问题，通过SDN 技术、新型互联网架构设计和无线网络中的移动性管理技术的有机结合，提出了一种基于SDN技术的虚拟机跨三层网络动态迁移方案，实现了利用移动性管理中的位置映射技术，实现对虚拟机的身份和位置标识的有效映射。实验结果表明，该方法与传统方向相比，操作简单，具有一定的节能效果，性价比较高。

重庆邮电大学

SDN技术在视频带宽保障中的应用

指导老师：尚凤军 参赛学生：付强 闫辰云

随着网络规模的急剧膨胀和应用类型的不断丰富，因特网作为社会基础设施至关重要的一部分，结构和功能日趋复杂，管控能力日趋减弱。数据中心提供着日渐丰富的业务，但一般只进行尽力而为的转发，不单独为某一业务带宽提供额外的保障，这就造成某些关键性业务无法得到很好地保证（如视频业务），可能影响业务的正常运转（视频不流畅）。

该设计运用SDN技术对数据中心中提供的某种业务（如视频业务）进行带宽预留与保障，当总体流量大于链路承载能力时，优先保证指定业务（如视频业务）的带宽。

使用一台PC作为宿主机来模拟数据中心外的用户；在PC机中建立3个虚拟交换机，其中两个虚拟交换机各连接一台虚拟业务服务器，一台为视频Server，一台为FTP Server，使用PC宿主机作为终端分别访问两个业务。

监视网络中各业务流量的状态，并设置阈值，一旦视频业务带宽无法得到保证时，流量达到阈值并触发相关的控制动作，需要考虑将其他业务的流量进行限流。

于俊清点评：通过模拟实验对方案的有效性进行了验证。方案设计针对性强，思路清晰，很好地利用了SDN技术的特点。