软件定义网络中转发技术专利分析

何芳玉　董玉慧

【摘要】 现有网络设备支持的协议体系庞大，导致高度复杂，不仅限制了IP网络的技术发展，更无法满足当前云计算、大数据和服务器虚拟化等应用趋势。软件定义网络（Software Define Network，SDN）作为一种最新网络架构，对网络设备控制面、转发面和应用层功能进行重新定义抽象，使得网络设备可编程，有望改变上述局面。本文分析了国内外有关SDN中转发技术的专利申请情况，从申请的年度分布、申请人等方面进行分析，总结出相关专利技术的一些规律，为我国SDN中转发技术的发展提供信息参考。

【关键词】 软件定义网络 转发 OpenFlow 专利分析

一、引言

新提出的软件定义网络（Software Define Network，SDN）为构建网络创新环境提供了新思路。SDN[1]是由美国斯坦福大学Clean Slate研究组于2009年提出的新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow[2]通过将网络设备控制面和数据面分离开来，从而实现对网络流量的灵活控制，为核心网络的创新提供良好的平台。OpenFlow技术是实现SDN的一种原型和部署实例，主要包括OpenFlow交换机和控制器两部分。随着OpenFlow规约的不断发布，OpenFlow交换机流表从最初的单表结构变为多表结构，流表项匹配字段从最初的十元组到支持IPv6，MPLS等，这些都表明SDN转发平面功能的逐渐扩展，上述发展过程成为国内外相关人士的研究热点，并產生了相应的专利技术。

二、软件定义网络的专利申请态势

2.1历年专利申请量分布

图1 SDN的转发技术的国内外专利申请量的年度分布

图1显示了SDN的转发技术国内外专利申请量年度分布情况。从图1可以看出2009年之前相关专利申请量为零；从2010年开始，SDN的转发技术的相关专利申请开始出现，在2010年和2011年，这两年期间，相关的专利申请量还是比较少；到了2012年申请量大幅增加；2013年相比2012年，申请量也是成倍增加。上述专利申请量变化趋势与基于OpenFlow的SDN技术于2009年入选美国MIT主办的《技术评论》杂志的十大新兴技术之一相关。所述基于OpenFlow的SDN技术核心技术是实现转发平面和控制平面的分离，该技术打破了传统网络的分布式架构，颠覆了传统网络的运行模式，在实现方式与传统方式完全不同，国内外由此展开了大量研究来寻求解决方案。

2.2专利申请人分布

图2显示了SDN的转发技术的国内外专利申请量的分布情况。从图2可以看出国内外专利申请量相差10%。所述分布情况与基于OpenFlow的SDN技术是有国外相关研究人员提出以及研究仍处于起步阶段。

图2 中国及外国专利申请量分布

SDN的转发技术的专利申请量排名前四的依次是Nicira、NEC、华为、中兴。由于OpenFlow技术起源于斯坦福大学Clean Stale研究组关于网络安全与管理的Ethane研究项目[3]，受该项目的启发，Nicira公司的创始人将Ethaned设计更一般化，分离传统网络设备的数据转发面和路由控制面，提出开放网络的思想。由此Nicira公司提出的关于SDN的转发技术的专利申请量居首。从申请人排名来看，中国企业在SDN的转发技术的研究领域比国外的相关企业还是存在一定的差距。不过，中国企业还是具备一定的实力，在国际前沿技术激烈竞争中占据了一席之地。

三、结语

基于OpenFlow技术的SDN是控制转发分离架构的延续和深化，在提出时就受到广泛关注，为未来互联网的发展提供了一种新的解决思路。从目前的研究和应用来看，SDN的转发技术无论在学术界还是产业界都仍处于发展阶段，还有很多问题需要深入解决。不过，随着越来越多的企业、研究所及高校等参与SDN的转发技术研发和专利申请，SDN的转发技术将日趋完善。