淺談軟件架構發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

施海安

【摘 要】隨著科學技術的發(fā)展，未來必須是一個信息時代，所有生產(chǎn)和利用活動都將取決于信息的相互作用。在這種發(fā)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(tǒng)的設計非常重要，因此研究其內(nèi)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(nèi)容、類型和具體功能，進一步分析了其目前的發(fā)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(fā)展狀況;發(fā)展趨勢;分析

前言

為彌補傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)設計的不足，創(chuàng)新網(wǎng)絡架構已成為網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢。軟件定義網(wǎng)絡采用了一種新的方法來解決傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)上的鏈路控制和傳輸問題，從而大大提高了互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的效率和靈活性。今后，軟件定義網(wǎng)絡將廣泛應用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)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(nèi)涵及分類

軟件體系結構技術是一種抽象模型，其真實內(nèi)容是計算機軟件系統(tǒng)的結構描述。在現(xiàn)有文獻中，它被認為是軟件系統(tǒng)的草圖。在實際軟件系統(tǒng)設計工作中，軟件體系結構技術抽象地描述了軟件系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)。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(tǒng)體系結構。邏輯架構側(cè)重于抽象對象之間的邏輯關系;物理體系結構側(cè)重于軟件組件和硬件之間的關系。但是，系統(tǒng)架構側(cè)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(xiàn)在軟件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)維護和軟件系統(tǒng)升級的三個階段。軟件系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)結構，使實際軟件系統(tǒng)結構在軟件系統(tǒng)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(tǒng)中的錯誤和不斷變化的需求。在軟件系統(tǒng)升級階段，主要的升級任務是對現(xiàn)有軟件系統(tǒng)進行一些修改或重建現(xiàn)有軟件系統(tǒng)。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(tǒng)需求與軟件體系結構相匹配。

3.發(fā)展現(xiàn)狀

該軟件定義的網(wǎng)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(fā)了《零流量協(xié)議》。隨后，該軟件建立的網(wǎng)絡受到了科學研究和工業(yè)的高度重視，并迅速發(fā)展。國際標準化組織的IETF研究并制定了相關的互聯(lián)網(wǎng)標準，例如RFC7426。電信聯(lián)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(xié)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(wǎng)絡技術被列為工信部、國家發(fā)展改革委員會和華為支持主要信息網(wǎng)絡產(chǎn)品。中興通信簽署了一系列軟件來定義網(wǎng)絡相關產(chǎn)品。

二、軟件定義網(wǎng)絡的性能

1.轉(zhuǎn)發(fā)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(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)議堆棧，并將第2、3和4層協(xié)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(shù)。傳統(tǒng)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(wǎng)絡處理器的加速器卡進行數(shù)據(jù)傳輸。openflow基于可編程硬件（如NetFPGA）的實施目前提供高達數(shù)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(yōu)化LINUX系統(tǒng)上的流表查詢效率，將交換機吞吐量提高25%。

2.流表規(guī)模

open flight使用昂貴且高能效的TCAM存儲吞吐量計數(shù)器，因此open flight無法通過僅增加TCAM容量來解決吞吐量計數(shù)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(shù)據(jù)傳輸壓力。

三、軟件定義網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢及應用前景、

1.技術發(fā)展趨勢

SDM技術的主要趨勢是，隨著未來網(wǎng)絡的多樣性而不斷發(fā)展和發(fā)展。隨著網(wǎng)絡功能虛擬化、云計算和5G等新網(wǎng)絡技術的發(fā)展，基礎設備和硬件的簡化、整合和商業(yè)化將不可避免地出現(xiàn)。這將為跨國公司提供重要的發(fā)展機會。在此過程中，SDN設備將逐漸取代傳統(tǒng)設備，從而實現(xiàn)快速經(jīng)濟的網(wǎng)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(fā)展，從而與其他新的網(wǎng)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(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)絡、運營商網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡等。目前，SDM廣泛用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡，因為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡是相對獨立的內(nèi)部網(wǎng)絡，作為一種新的網(wǎng)絡體系結構，它避免了與傳統(tǒng)網(wǎng)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(shù)據(jù)且交換機管理層次復雜的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡。今后，SDN技術應廣泛應用于運營商一級的基礎網(wǎng)絡。由于歷史原因，傳統(tǒng)運營商網(wǎng)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(wǎng)絡簡化、大大降低成本和提高效率，這是整個運營商網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。

結束語

總之，軟件體系結構對軟件系統(tǒng)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(nèi)容很重要因此，為了應對軟件架構的未來發(fā)展，有關大學和研究機構的研究人員應注意在現(xiàn)有軟件架構相關內(nèi)容的基礎上改進其理論體系，以確保在軟件系統(tǒng)的未來設計中發(fā)揮更大作用。

參考文獻：

[1]馬麗娟.基于軟件開發(fā)環(huán)節(jié)中軟件架構的作用研究[J].電子測試，2017，（13）：69-70.

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

（作者單位：廣西智匯佳人力資源有限公司）