伴随着大数据和云计算时代的到来,互联网业务迎来了新的机遇,同时也面临着巨大的挑战。面对互联网业务的快速升级和转换,传统的网络架构显得难以适应,而软件定义网络(SDN,Software Defined Networking)正是在这种背景下应运而生。不同于传统的网络架构的是,SDN将逻辑控制与数据转发相分离,其中控制平面利用SDN掌握全局网络信息的特点,制定转发策略,而数据平面则只负责数据包的转发。这种机制使得SDN易于实现对网络的灵活控制,并为解决传统网络中链路负载不均衡、链路利用率低等问题提供了一个新的思路。在传统的网络架构中,当网络流量剧增或网络拓扑发生变化时,路由收敛的时间会越来越长,网络的吞吐量也会随之越来越低,并且路由设备之间交互的路由信息,由于缺乏对多种链路状态信息的感知,而不足以支持设备对数据的转发进行有效地调度,这就容易导致链路负载不均衡,进而降低了数据流在网络中的传输效率,网络的性能和可用性也将因此受到严重的影响。为了提高网络的传输效率以及网络中的链路利用率,本文利用SDN具有全局网络视图以及可编程的特性,提出一种基于SDN的网络链路状态测量方法,测算表征网络链路性能的必要参数;然后基于这些参数设计一种基于SDN的路由算法,以对网络中的数据流进行更加合理的调度;最后设计实验,在实际网络环境中捕获特定业务的流量,并在仿真网络环境中使用本文算法对其进行调度,进一步验证算法的有效性。论文的主要工作总结如下:(1)提出一种基于SDN的网络测量方法,即首先通过控制器下发定制探测包到交换机,并经由相邻交换机上传回控制器;然后对探测包进行解析,利用其携带的数据,测算得到时延、带宽、丢包率等表征网络链路状态的信息;在该过程中,控制器对每条链路都进行了往返探测,来对测量数据进行校准。实验结果表明,该测量方法得到的数据较为准确。(2)提出一种基于SDN的路由算法,即结合网络链路状况和节点之间的路径长度,并利用马尔科夫模型制定合理的路由策略。实验结果表明,设计的路由算法相比于传统的路由算法,在降低网络时延和丢包率的同时提高了网络吞吐率。而且在网络负载较大时,具有更小的丢包率和更大的吞吐量。(3)为了进一步验证本文路由算法的有效性,设计实验抓取Ceph文件系统中的业务流量,并对流量进行区分,采用本文设计的SDN路由算法对实际的Ceph流量进行调度。实验结果表明本文的路由算法可有效提高Ceph业务流量的传输效率。