计算机网络最初设计的目标,只是实现单纯的端到端数据传送,发展至今的互联网,几乎所有的流量都是建立在TCP/IP架构之上,尽管设备性能有了飞跃性的提高,但网络本身的架构却没有突破性的变化。然而,随着网络中数据量级的飞速增大,传统的尽力而为路由转发的网络体系,越来越难以满足日益出现的新需求,服务质量(Qualityof Service,QoS)在可靠性、有效性、可扩展性等技术与非技术方面亟需改善,针对数据包级的流量区分服务更是受到了硬件资源的限制,而其改进往往都是在进行"打补丁"般的被动修补,而非系统性解决方案,这从未来的发展来看无疑是饮鸩止渴。因此,本文在软件定义网络(Software Defined Network,SDN)这个具有极高管控权的架构中,对网络的QoS保障进行了研究与应用。针对当前SDN架构中还没有成系统的QoS管控体系,在综合考虑SDN发展现状、OpenFlow协议与用户对QoS管理需求的基础上,本文结合研究传统网络体系中的区分服务模型(Differentiated Service,DiffServ)的QoS技术,基于支持OpenFlow协议规范的Floodlight控制器,设计并实现了一套QoS子系统,将区分服务模型应用在了 SDN网络环境中。在介绍了该课题的国内外相关研究现状并对SDN架构、OpenFlow协议和QoS技术中的区分服务模型做出了研究分析后,本文提出了对QoS系统的功能与非功能需求分析。其后,对实现需求所要用到的控制转发平面中的Floodlight控制器和OpenvSwitch交换机的主要核心模块结构进行了透彻解析,并设计了 QoS系统的整体框架。最后根据框架设计,实现了一套拥有端口队列管理、服务类型管理、数据流分类标记和区分服务入队策略四大组件的QoS子系统。在详细阐述了其设计思想与具体实现方案后,搭建了 SDN环境下的实验平台,对比需求分析,通过实验验证了该系统能显著提高网络中数据流量的服务质量。