云计算技术风起云涌,移动互联网迅猛发展,物联网、大数据等新兴业务的不断兴起以及大众接入带宽的快速增长,这些信息技术的蓬勃发展带来了数据中心网络流量的快速增长。而互联网数据中心作为互联网公司业务处理的核心,拥有数十万台物理服务器,数百万台虚拟机。为了将这些服务器相连接,需要数千台物理网络设备和数万台虚拟交换机。如此大规模的网络如果采用一般的IP网络架构,将会产生网络结构复杂、网络难以管理和维护、极难进行故障定位和排除、新的业务难以布置到现有网络中等问题。为应对数据中心网络中的这些问题,满足日益增长的数据中心网络流量和业务需求,一种新型网络创新架构软件定义网络(Software Defined Network,SDN)被提出并被广泛应用在数据中心网络中。SDN将网络中分为数据层与控制层,在控制层采用集中控制的方式对整个网络进行管理,使用户能够方便地获取网络的动态信息;同时提供可编程、开放的应用程序编程接口(Application Programming Interface,API),使用户可以根据需要在网络中开发、部署自己感兴趣的业务。目前,OpenFlow是SDN的一种具体实现,它作为控制层与数据层之间的通信协议,在业界得到广泛应用。本文主要研究如何在数据中心网络中,通过OpenFlow实现常用的二层网络的管理功能、在SDN/IP混合拓扑中实现生成树协议以及为网络中的特殊流量提供服务质量(QoS,Quality of Service)保证。利用OpenFlow开源平台POX作为控制器,在上面开发多个应用来实现二层网络管理功能,同时由于OpenFlow目前的局限性,无法提供所有的二层网络功能,所以实验中对OpenFlow协议进行了修改,以满足交换机常用的二层功能,如端口管理配置、队列管理、镜像管理等。由于在实际网络中,SDN无法完全替代普通交换机,所以需要由SDN交换机和普通交换设备组成SDN/IP混合拓扑的网络,这时由于控制器无法获取全网的拓扑信息,所以需要在SDN/IP混合网络中实现生成树协议。在网络中,一些重要的流量如视频流需要服务质量保证,所以在SDN网络中设计了一种针对带限制条件的最短路问题的近似算法,为网络中的特殊流找到一条近似最短路,满足了该流量的各个约束,保证了它的QoS。