軟件定義網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)專利分析

何芳玉　董玉慧

【摘要】 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持的協(xié)議體系龐大，導(dǎo)致高度復(fù)雜，不僅限制了IP網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展，更無法滿足當(dāng)前云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和服務(wù)器虛擬化等應(yīng)用趨勢(shì)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Define Network，SDN）作為一種最新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面、轉(zhuǎn)發(fā)面和應(yīng)用層功能進(jìn)行重新定義抽象，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可編程，有望改變上述局面。本文分析了國內(nèi)外有關(guān)SDN中轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的專利申請(qǐng)情況，從申請(qǐng)的年度分布、申請(qǐng)人等方面進(jìn)行分析，總結(jié)出相關(guān)專利技術(shù)的一些規(guī)律，為我國SDN中轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的發(fā)展提供信息參考。

【關(guān)鍵詞】 軟件定義網(wǎng)絡(luò) 轉(zhuǎn)發(fā) OpenFlow 專利分析

一、引言

新提出的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Define Network，SDN）為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境提供了新思路。SDN[1]是由美國斯坦福大學(xué)Clean Slate研究組于2009年提出的新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其核心技術(shù)OpenFlow[2]通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面和數(shù)據(jù)面分離開來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新提供良好的平臺(tái)。OpenFlow技術(shù)是實(shí)現(xiàn)SDN的一種原型和部署實(shí)例，主要包括OpenFlow交換機(jī)和控制器兩部分。隨著OpenFlow規(guī)約的不斷發(fā)布，OpenFlow交換機(jī)流表從最初的單表結(jié)構(gòu)變?yōu)槎啾斫Y(jié)構(gòu)，流表項(xiàng)匹配字段從最初的十元組到支持IPv6，MPLS等，這些都表明SDN轉(zhuǎn)發(fā)平面功能的逐漸擴(kuò)展，上述發(fā)展過程成為國內(nèi)外相關(guān)人士的研究熱點(diǎn)，并產(chǎn)生了相應(yīng)的專利技術(shù)。

二、軟件定義網(wǎng)絡(luò)的專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)

2.1歷年專利申請(qǐng)量分布

圖1 SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的國內(nèi)外專利申請(qǐng)量的年度分布

圖1顯示了SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)國內(nèi)外專利申請(qǐng)量年度分布情況。從圖1可以看出2009年之前相關(guān)專利申請(qǐng)量為零；從2010年開始，SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)開始出現(xiàn)，在2010年和2011年，這兩年期間，相關(guān)的專利申請(qǐng)量還是比較少；到了2012年申請(qǐng)量大幅增加；2013年相比2012年，申請(qǐng)量也是成倍增加。上述專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)與基于OpenFlow的SDN技術(shù)于2009年入選美國MIT主辦的《技術(shù)評(píng)論》雜志的十大新興技術(shù)之一相關(guān)。所述基于OpenFlow的SDN技術(shù)核心技術(shù)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面的分離，該技術(shù)打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的分布式架構(gòu)，顛覆了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行模式，在實(shí)現(xiàn)方式與傳統(tǒng)方式完全不同，國內(nèi)外由此展開了大量研究來尋求解決方案。

2.2專利申請(qǐng)人分布

圖2顯示了SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的國內(nèi)外專利申請(qǐng)量的分布情況。從圖2可以看出國內(nèi)外專利申請(qǐng)量相差10%。所述分布情況與基于OpenFlow的SDN技術(shù)是有國外相關(guān)研究人員提出以及研究仍處于起步階段。

圖2 中國及外國專利申請(qǐng)量分布

SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的專利申請(qǐng)量排名前四的依次是Nicira、NEC、華為、中興。由于OpenFlow技術(shù)起源于斯坦福大學(xué)Clean Stale研究組關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全與管理的Ethane研究項(xiàng)目[3]，受該項(xiàng)目的啟發(fā)，Nicira公司的創(chuàng)始人將Ethaned設(shè)計(jì)更一般化，分離傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面和路由控制面，提出開放網(wǎng)絡(luò)的思想。由此Nicira公司提出的關(guān)于SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的專利申請(qǐng)量居首。從申請(qǐng)人排名來看，中國企業(yè)在SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的研究領(lǐng)域比國外的相關(guān)企業(yè)還是存在一定的差距。不過，中國企業(yè)還是具備一定的實(shí)力，在國際前沿技術(shù)激烈競爭中占據(jù)了一席之地。

三、結(jié)語

基于OpenFlow技術(shù)的SDN是控制轉(zhuǎn)發(fā)分離架構(gòu)的延續(xù)和深化，在提出時(shí)就受到廣泛關(guān)注，為未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一種新的解決思路。從目前的研究和應(yīng)用來看，SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)無論在學(xué)術(shù)界還是產(chǎn)業(yè)界都仍處于發(fā)展階段，還有很多問題需要深入解決。不過，隨著越來越多的企業(yè)、研究所及高校等參與SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)研發(fā)和專利申請(qǐng)，SDN的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)將日趨完善。