淺談軟件架構發展現狀及其發展趨勢

施海安

【摘 要】隨著科學技術的發展，未來必須是一個信息時代，所有生產和利用活動都將取決于信息的相互作用。在這種發展背景下，軟件技術作為對信息建設進程的重要貢獻受到了廣泛關注。軟件體系結構技術對于軟件系統的設計非常重要，因此研究其內容非常重要。本文首先概述了軟件體系結構技術。報告介紹了其內容、類型和具體功能，進一步分析了其目前的發展狀況，并簡要回顧了其趨勢，以便為有關研究人員的研究提供參考。

【關鍵詞】軟件架構技術（SDN）;發展狀況;發展趨勢;分析

前言

為彌補傳統互聯網設計的不足，創新網絡架構已成為網絡技術的發展趨勢。軟件定義網絡采用了一種新的方法來解決傳統互聯網上的鏈路控制和傳輸問題，從而大大提高了互聯網監管的效率和靈活性。今后，軟件定義網絡將廣泛應用于數據中心網絡、云計算等豐富場景，為提高我國信息能力提供了巨大的支持。

一、軟件架構技術相關概述

1.軟件架構技術的內涵及分類

軟件體系結構技術是一種抽象模型，其真實內容是計算機軟件系統的結構描述。在現有文獻中，它被認為是軟件系統的草圖。在實際軟件系統設計工作中，軟件體系結構技術抽象地描述了軟件系統的組件和結構，明確了抽象對象的功能及其相互作用，并在此基礎上實現了抽象對象之間的集成，從而將這些抽象對象相互連接起來形成完整的軟件系統。軟件體系結構技術分為三類：邏輯體系結構、物理體系結構和系統體系結構。邏輯架構側重于抽象對象之間的邏輯關系;物理體系結構側重于軟件組件和硬件之間的關系。但是，系統架構側重于實際使用硬件和軟件的功能性和非功能性。

2.軟件架構技術的作用

軟件體系結構技術的作用主要體現在軟件系統設計、軟件系統維護和軟件系統升級的三個階段。軟件系統設計階段，軟件結構技術的主要功能是搭建計算機技術應用與實際軟件需求之間的橋梁，系統分析實際軟件需求后，采用合理的計算機技術構建軟件系統結構，使實際軟件系統結構在軟件系統的維護階段，軟件體系結構技術可以幫助軟件維護管理其主要維護對象，即軟件系統中的錯誤和不斷變化的需求。在軟件系統升級階段，主要的升級任務是對現有軟件系統進行一些修改或重建現有軟件系統。在升級過程中，軟件體系結構技術可以幫助您將新的軟件系統需求與軟件體系結構相匹配。

3.發展現狀

該軟件定義的網絡起源于斯塔福德大學2006年的乙烷體系結構，并于2008年開發了《零流量協議》。隨后，該軟件建立的網絡受到了科學研究和工業的高度重視，并迅速發展。國際標準化組織的IETF研究并制定了相關的互聯網標準，例如RFC7426。電信聯盟-T還提出了標準，并設計了SDM的定義、功能要求和總體架構。ONF是目前在協議和技術（如OpenFlow和P4）的標準化、模擬和實際應用方面最活躍的SDN研究機構。在中國，軟件定義網絡技術被列為工信部、國家發展改革委員會和華為支持主要信息網絡產品。中興通信簽署了一系列軟件來定義網絡相關產品。

二、軟件定義網絡的性能

1.轉發速率

商用交換機中常用的ASIC不支持基于open flow table的傳輸。OpenFlow使用流表來展平傳統的網絡協議堆棧，并將第2、3和4層協議信息包含在單個流表中，從而大大增加了傳輸過程中需要匹配的域數。傳統的交換器傳輸只需要相對固定的資訊，例如IP位址、MAC、VLAN等，它與目標相對應，這使得基于有線ASIC芯片的高效實施成為可能。因此，建議在交換機中添加通用處理器以支持某些功能，或直接使用基于網絡處理器的加速器卡進行數據傳輸。openflow基于可編程硬件（如NetFPGA）的實施目前提供高達數GB的交換容量，從而幫助提高交換機傳輸性能。另一種解決方案通過優化LINUX系統上的流表查詢效率，將交換機吞吐量提高25%。

2.流表規模

open flight使用昂貴且高能效的TCAM存儲吞吐量計數器，因此open flight無法通過僅增加TCAM容量來解決吞吐量計數器的大小問題，從而避免了由于引入大量TCAM而導致的大量資本成本增加。此外，大型流表可能會在查詢效率方面造成瓶頸。因此，迫切需要使用有限的存儲空間來應對不斷增加的數據傳輸壓力。

三、軟件定義網絡的發展趨勢及應用前景、

1.技術發展趨勢

SDM技術的主要趨勢是，隨著未來網絡的多樣性而不斷發展和發展。隨著網絡功能虛擬化、云計算和5G等新網絡技術的發展，基礎設備和硬件的簡化、整合和商業化將不可避免地出現。這將為跨國公司提供重要的發展機會。在此過程中，SDN設備將逐漸取代傳統設備，從而實現快速經濟的網絡擴展。SDM技術本身將在更常見的南南接口和北-北接口上設計和發展，從而與其他新的網絡技術有機地結合起來。

2.應用前景

SDN技術有多種應用，如校園網、企業網絡、運營商網絡、數據中心網絡等。目前，SDM廣泛用于數據中心網絡，因為數據中心網絡是相對獨立的內部網絡，作為一種新的網絡體系結構，它避免了與傳統網絡的不兼容。同時，SDN具有集中控制、靈活配置和高效傳輸功能。非常適合快速傳輸數據且交換機管理層次復雜的數據中心網絡。今后，SDN技術應廣泛應用于運營商一級的基礎網絡。由于歷史原因，傳統運營商網絡由大量昂貴的硬件設備和大量冗馀管理結構組成。SDM可以幫助運營商網絡簡化、大大降低成本和提高效率，這是整個運營商網絡發展的必然趨勢。

結束語

總之，軟件體系結構對軟件系統的設計很重要。在信息化建設的背景下，研究軟件架構的相關內容很重要因此，為了應對軟件架構的未來發展，有關大學和研究機構的研究人員應注意在現有軟件架構相關內容的基礎上改進其理論體系，以確保在軟件系統的未來設計中發揮更大作用。

參考文獻：

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[2]王鵬.基于OpenStack的混合云計算監控軟件架構[J].計算機產品與流通，2019（07）：160.

（作者單位：廣西智匯佳人力資源有限公司）