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随着互联网的快速发展,各种网络应用与服务不断涌现,为了满足不同的需求,网络的结构变得日益复杂,时至今日,传统网络已经过于臃肿,新型技术难以快速的在传统网络中部署与应用。基于这种现状,SDN架构被提出。SDN架构具有数据与控制平面分离、集中式控制以及开放可编程的特点。该架构已经成为当前计算机网络学术界的一个研究热点。端到端的QoS控制一直是一个难题,在SDN架构之中,集中式的控制,使得对网络全局状态的监控更易于实现,并且数据平面与控制平面的分离,使得传统网络中位于网络设备中的复杂的端到端QoS控制逻辑能够被移至独立于数据平面的控制平面中,此处的数据平面即网络设备,而控制平面即SDN控制器。以这种方式,网络中的转发设备将专注于数据包的转发,而不需要将资源用于控制逻辑的处理上。此外,将控制逻辑移动至控制平面,使得更复杂的控制算法实现成为一种可能。本文研究的背景为SDN网络,使用OpenFlow协议完成控制器与交换机的通信,选择Ryu控制器作为控制平面的核心。本文首先介绍了 SDN架构以及QoS的研究现状,接着以SDN网络作为前提,设计了端到端的QoS控制算法。随后,以该控制机制为基础,利用Ryu控制器设计并实现了一个能够达到基于每一条流的粒度的端到端QoS控制系统。在本文最后,使用Mininet作为仿真环境,对该系统进行测试,验证了本文提出的端到端QoS控制机制的正确性及有效性。本文的设计的端到端QoS控制机制主要为以下几点:(1)利用OpenFlow协议对网络性能参数进行采集,对流服务状态进行监控,从而为QoS控制系统进行决策提供了依据,使SDN架构针对QoS问题能够真正发挥其集中式控制的特点。(2)设计并实现了基于遗传算法的QoS路由算法,利用遗传算法能够快速找到一条可行路径的特点,在路径切换时,以牺牲一部分解的质量而加快算法收敛得方式,尽量节省QoS控制的时间。(3)根据OpenFlow流表优先级的工作机制,设计了基于OpenFlow协议的路径切换算法,并对老路径流表项处理的问题设计了解决的方案。