近些年来,伴随着互联网技术的迅速进步,互联网上所承担的数据流量以指数式增长。为了迎合新业务、新应用对网络的要求,大量的协议添加到传统网络中,使得网络结构变得越来越臃肿,越来越难以适应未来的发展。这些挑战都促进了软件定义网络(SDN)这一新技术的出现。SDN是一种新的网络范式,它将控制平面和数据平面分离,用一个集中式的控制器来管理整个网络,使得数据平面的网络设备对上层的网络应用透明化。此外,利用南向协议提供的统一编程接口,实现网络资源的灵活调度。从现有网络过渡到SDN网络是一种趋势。如今的运营商网络包含了两个主要业务应用,宽带和物联网。为了提高运营商网络资源的利用率,简化网络管理,本论文结合SDN研究方向优化网络,支撑运营商网络的宽带和物联网两类业务应用。1.对物联网业务来说,将已有的物联网网络和软件定义网络进行结合,从而提升物联网网络的数据传输效率。在物联网系统中,异步多点对单点(M2P)的数据传输造成控制器上负载过重。针对这个问题,本论文提出了一种用于软件定义网络中的一次请求方案(ORSIN),用来自网关的第一个分组来批量更新来自同一个事件的多次数据传输的转发规则。此外,讨论了M2P数据传输与潜在感知事件之间的冲突,并提出了具有多个感知事件的路由方案。2.对宽带业务来说,依据用户付费来为用户提供服务。这种服务模式无法根据用户的需求提供自定义的服务,比如为用户提供动态的带宽分配,造成了宝贵的网络资源浪费,而且增加了用户的负担,最终降低了用户体验。本论文基于OpenDaylight控制器,设计并实现了SDN带宽动态分配应用系统来解决这些问题。该SDN带宽分配应用系统,依据来自用户的带宽请求,自动地完成带宽分配任务。系统主要功能模块包括测量模块、拓扑模块、路由计算模块和带宽分配模块。3.为了能够在大规模SDN网络中验证提出的各种算法和机制,本论文设计了一个具有可扩展性的多控制器SDN测试床。它由六个模块组成,分别是数据平面模块、主机模块、控制平面模块、监测模块、导出模块和分析模块。用搭建SDN测试床的经验,设计实验对软件定义网络中的异步传输和软件定义网络中的带宽分配机制进行了测试和验证。