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随着互联网技术及各种相关新兴技术的不断发展进步,网络用户的需求从单一的数据传输转变为数据、视频、交互及时事多媒体等多样化的网络应用。以微博、抖音、快手、网盘、视频网站等为代表的新型流媒体业务的兴起,也进一步加剧了网络需求的多样化,对网络的承载性提出了极大的挑战。传统的IP网络架构设备底层具有封闭性,策略部署十分困难,其安全性和灵活性也有不足,在此背景下,软件定义网络(Software-defined Networking,SDN)等新型网络体系结构应运而生。依托于国家863计划课题“软件定义网络体系结构与关键技术研究”项目,本文将研究聚焦于软件定义网络(SDN)中的数据传输技术,利用SDN的全局网络视图能力,重点对数据传输技术中的传输可靠性、故障恢复机制和QoS保障方法进行了研究。具体地,本文的研究成果主要有以下几个方面:1.针对目前的信息网络已难以承载不同用户多样化需求的现状,基于目前发展日新月异的SDN环境,利用SDN转发与控制分离、架构灵活等优势,提出了一种点到点传输的服务功能链构建算法。首先,介绍了网络拓扑的结构,将其抽象为有向图进行建模分析。其次,量化指标,设计了相应算法对失效概率的上下界进行界定并采用启发式算法对模型求解。最后,实验结果表明所提机制较一般传输机制有效提高了传输的可靠性,可达15%以上,相较最新机制,可靠性方面也有所提高;在算法实现所需时间上,本章机制所需时间对比最新机制能减少50%左右。2.针对SDN环境下的故障恢复问题,提出了一种基于OpenFlow的混合弹性机制,采用预留型策略,分两个阶段对路由进行保护。首先,对选取的主路径附加OpenFlow流表fast failover,当故障发生时,启动第二阶段通过对备份路径的切换来恢复网络的一致性并优化故障路径。最后,实验结果表明所提算法使用流条目数更为合理且信令开销较小,同时需要较少的恢复时间。3.针对用户QoS保障问题,引入机器学习中的Q-Learning算法,以业务分类为依据进行路由选择。首先提出一种包含链路发现、链路分类、强化学习训练及Q值表下发四种模块的路由规划系统。再通过数据流包头域中ToS值的不同对数据流进行分类并以链路的时延、可用带宽、丢包率以及带宽利用率等四个因素建立奖励值公式进行学习。最后实验结果表明该路由规划系统能为四种不同属性业务保障丢包率且有效降低时延,所得结果明显优于现有算法,在会话类业务和数据类业务两种业务方面提升尤为明显。