软件定义网络(SDN)概念为网络创建带来了新的契机，它最初是由美国斯坦福大学CLeanslate研究组提出的一种新型的网络架构，设计初衷是为了解决无法利用现有网络中的大规模真实流量和丰富应用进行试验，以便研究如何提高网络的速度、可靠性、能效和安全性等问题。其基本思想是把当前IP网络互连节点中决定报文如何转发的复杂控制逻辑从交换机/路由器分离出来，以便通过软件编程实现硬件对数据转发规则的控制，最终达到对流量进行自由操控的目的。

SDN是一种新型的网络架构，它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，并实现可编程化控制。

其中，应用层包括各种不同的业务和应用;控制层主要负责处理数据平面自有的编排，维护网络拓扑，状态信息等;基础设施层(数据转发层)负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。

在SDN的架构中，控制器可以说是SDN的核心。它是连接底层交互设备与上层应用桥梁。一方面，控制器通过南向接口协议对底层网络交换设备进行集中管理，状态监测、转发决策以及处理和调度数据平面的流量;另一方面，控制器通过北向接口向上层应用开放多个层次的可编程能力，允许网络用户根据特定的应用场景灵活地制定各种网络策略。

从实现上看，控制器设计主要分三个层面来考虑，南向接口技术，北向接口技术以及东西向的可扩展性能力。

南向网络控制技术主要包括通过南向接口协议进行链路发现、拓扑管理、策略制定、表项下发等。链路发现和拓扑管理主要是控制器利用交换机上报的信息进行统一管理(上行)，而策略制定和表项下发则是控制器向交换机发送控制信息从而实现统一控制(上行)。

SDN北向接口是通过控制器向上层应用开放的接口，其目的是使得应用能够便利地调用底层的网络资源。通过北向接口，网络业务的开发者能以软件编程的形式调用各种网络资源;同时上层的网络资源管理系统可以通过控制器的北向接口全局把控整个网络的资源状态，并对资源进行统一调度。因为北向接口是直接为业务应用服务的，因此其设计需要密切联系业务应用需求，具有多样化的特征。同时，北向接口的设计是否合理、便捷，以便能被业务应用广泛调用，会直接影响到SDN控制器厂商的市场前景。