基于SDN的网络管理与监控系统
软件定义网络(SDN)技术与应用作业指导书

软件定义网络(SDN)技术与应用作业指导书第1章引言 (4)1.1 软件定义网络概述 (4)1.2 SDN的发展历程与未来趋势 (4)1.3 SDN与传统网络的区别 (5)第2章 SDN架构与核心技术 (5)2.1 SDN架构设计 (5)2.1.1 应用层 (5)2.1.2 控制层 (5)2.1.3 基础设施层 (5)2.2 控制平面与数据平面分离 (6)2.2.1 控制平面 (6)2.2.2 数据平面 (6)2.3 北向接口与南向接口 (6)2.3.1 北向接口 (6)2.3.2 南向接口 (6)2.4 SDN控制器 (6)第3章 SDN关键技术与实现 (7)3.1 OpenFlow协议 (7)3.1.1 概述 (7)3.1.2 协议原理 (7)3.1.3 OpenFlow版本 (7)3.2 OpenFlow交换机 (7)3.2.1 概述 (7)3.2.2 交换机架构 (7)3.2.3 交换机分类 (8)3.3 SDN编程语言 (8)3.3.1 概述 (8)3.3.2 主要编程语言 (8)3.3.3 编程语言特性 (8)3.4 SDN网络虚拟化 (8)3.4.1 概述 (8)3.4.2 技术优势 (8)3.4.3 应用场景 (8)第4章 SDN应用场景与优势 (8)4.1 面向云计算的SDN应用 (9)4.1.1 灵活网络配置 (9)4.1.2 网络功能虚拟化 (9)4.1.3 多租户隔离 (9)4.2 面向数据中心网络的SDN应用 (9)4.2.1 跨数据中心互联 (9)4.2.2 网络负载均衡 (9)4.3 面向宽带接入网的SDN应用 (9)4.3.1 网络资源优化分配 (9)4.3.2 服务质量保障 (9)4.3.3 网络切片技术 (9)4.4 SDN的优势与挑战 (10)4.4.1 优势 (10)4.4.2 挑战 (10)第5章 SDN在运营商网络中的应用 (10)5.1 运营商网络发展趋势 (10)5.2 SDN在城域网中的应用 (10)5.3 SDN在骨干网中的应用 (11)5.4 SDN在移动网络中的应用 (11)第6章 SDN安全与隐私保护 (12)6.1 SDN安全挑战 (12)6.1.1 控制层安全 (12)6.1.2 数据层安全 (12)6.1.3 应用层安全 (12)6.2 SDN安全架构 (12)6.2.1 安全区域划分 (12)6.2.2 安全控制平面 (12)6.2.3 安全数据平面 (12)6.3 面向SDN的安全协议与算法 (12)6.3.1 认证协议 (12)6.3.2 加密算法 (13)6.3.3 密钥管理 (13)6.4 SDN隐私保护 (13)6.4.1 数据隐私 (13)6.4.2 路由隐私 (13)6.4.3 用户隐私 (13)第7章 SDN功能优化与故障处理 (13)7.1 SDN功能评估指标 (13)7.1.1 延迟 (13)7.1.2 吞吐量 (13)7.1.3 可用性 (14)7.1.4 可扩展性 (14)7.1.5 安全性 (14)7.2 SDN功能优化策略 (14)7.2.1 流量工程 (14)7.2.2 负载均衡 (14)7.2.3 网络切片 (14)7.2.4 控制器优化 (14)7.3 SDN故障诊断与处理 (14)7.3.1 故障检测 (14)7.3.3 故障恢复 (14)7.3.4 预防措施 (15)7.4 SDN网络切片技术 (15)7.4.1 切片创建与配置 (15)7.4.2 切片管理 (15)7.4.3 切片选择与优化 (15)7.4.4 切片隔离与安全性 (15)第8章 SDN与网络功能虚拟化(NFV) (15)8.1 网络功能虚拟化概述 (15)8.2 SDN与NFV的融合 (15)8.3 SDN/NFV在5G网络中的应用 (15)8.4 SDN/NFV面临的挑战与解决方案 (16)8.4.1 安全性 (16)8.4.2 功能 (16)8.4.3 标准化与集成 (16)8.4.4 运维管理 (16)8.4.5 集成与互操作性 (16)第9章 SDN标准化与开源项目 (16)9.1 SDN标准化组织 (16)9.1.1 概述 (16)9.1.2 ONF(Open Networking Foundation) (17)9.1.3 IETF(Internet Engineering Task Force) (17)9.1.4 ITUT(International Telemunication Union Telemunication StandardizationSector) (17)9.2 ONOS控制器 (17)9.2.1 概述 (17)9.2.2 特点 (17)9.2.3 应用场景 (17)9.3 OpenDaylight控制器 (17)9.3.1 概述 (17)9.3.2 特点 (17)9.3.3 应用场景 (18)9.4 其他SDN开源项目 (18)9.4.1 Floodlight (18)9.4.2 Ryu (18)9.4.3 POX (18)9.4.4 Trema (18)9.4.5 others (18)第10章 SDN未来发展展望 (18)10.1 SDN技术发展趋势 (18)10.1.1 控制平面与数据平面的分离进一步深化 (18)10.1.2 网络切片技术在SDN中的应用 (18)10.1.3 安全性成为SDN发展的重要关注点 (19)10.2.1 产业链上下游企业协同发展 (19)10.2.2 开放式标准和规范推动产业创新 (19)10.2.3 政策支持与产业扶持 (19)10.3 我国SDN发展策略与建议 (19)10.3.1 强化核心技术研发 (19)10.3.2 推动产业链协同发展 (19)10.3.3 加强政策引导与支持 (19)10.4 SDN在教育、医疗等领域的应用前景 (19)10.4.1 教育领域 (19)10.4.2 医疗领域 (20)10.4.3 其他领域 (20)第1章引言1.1 软件定义网络概述软件定义网络(Software Defined Networking,简称SDN)是一种新兴的网络架构,其核心思想是将网络的控制层(控制平面)从数据层(数据平面)中分离出来,实现网络控制的集中化和网络资源的灵活性管理。
基于SDN技术的网络质量优化方案研究

基于SDN技术的网络质量优化方案研究随着互联网的普及和网络应用的不断发展,网络质量已经成为人们关注的焦点。
像视频会议、在线教育等实时应用的需求日益增加,对网络带宽和延迟要求也越来越高。
如何保证网络的高可用性和高质量成为了一个急需解决的问题。
而基于SDN技术的网络质量优化方案便是当前研究的热点之一。
SDN(软件定义网络)是指将控制平面和数据平面进行分离,使网络管理人员可以通过软件来实现对网络的全局控制。
这种新型的网络架构使得网络可以更加灵活地响应业务需求。
而基于SDN 的网络质量优化方案在此意义下显得特别重要。
下面从以下几个角度来探讨SDN技术在网络质量方面的优化方案:一、网络拓扑结构的优化一个优秀的网络拓扑结构能够提高网络的性能和质量。
而因为SDN架构将网络的控制平面和数据平面分离,它可以更加灵活地进行网络拓扑结构的调整,从而优化网络质量。
比如,在一些有较高流量需求的网络环境下,SDN可以将网络拓扑结构调整为树型或星型,从而更好地满足业务需求。
另外,SDN还可以在网络拓扑结构中加入一些路由器和交换机的备份,以解决意外故障带来的问题。
二、带宽调度和QoS保证基于SDN的网络可以灵活地分配带宽资源,从而更好地满足业务需求。
比如,在视频会议期间需要大量的带宽资源,SDN可以在保证其他业务不受影响的情况下,将额外的带宽优化地分配给视频会议。
此外,通过设置合适的QoS(Quality of Service),可以保证网络上不同的应用之间互相不会干扰,避免了传统网络中的"拥塞崩溃"现象。
三、流量控制与管理SDN可以通过流表来对网络流量进行控制和管理。
通过控制流表,可以实现对网络上数据包的过滤、分类、转发、修改和统计等操作。
对于不同类型的网络流量,可以根据不同的需求加以处理,比如对实时流量进行优先处理,避免延迟和阻塞等情况。
四、安全性和故障恢复安全性和故障恢复也是网络质量的一个重要方面。
基于SDN 的网络可以借助控制平面来进行安全性和故障恢复等操作。
SDN核心技术概述

SDN核心技术概述SDN (Software-Defined Networking) 是一种网络架构和管理方法,通过将控制平面与数据平面分离,可以实现灵活、可编程和可自动化的网络配置。
在传统的网络中,网络控制和数据转发是紧密耦合的,这限制了网络的可扩展性和灵活性。
而SDN通过集中的控制器以及抽象的网络视图来管理整个网络,使得网络的管理和配置变得更加简单,并且可以根据应用的需求进行灵活的网络调整。
1.控制平面和数据平面的分离:传统网络中,路由器和交换机既承担控制平面的任务,也承担数据平面的任务。
而在SDN中,网络设备的数据平面只负责简单的数据转发任务,而控制平面则由集中的控制器来负责,控制器通过和网络设备进行通信,来下发控制指令和策略。
这种分离使网络管理变得更加灵活和可编程。
2. OpenFlow协议:OpenFlow是SDN中的一个重要协议,它定义了控制器和网络设备之间的通信接口。
通过OpenFlow协议,控制器可以向网络设备下发流表中的流转发规则,并实时获取网络设备的状态和统计信息。
OpenFlow协议的出现,使得不同厂商的网络设备可以与同一个控制器进行交互,这大大简化了网络的管理和配置。
3.软件定义网络架构:SDN采用了分层的架构,从下到上分别是:物理基础设施层、网络设备控制层、网络应用层。
物理基础设施层负责物理网络设备的管理,网络设备控制层负责网络设备的控制和管理,网络应用层则是基于网络控制层提供的功能开发各种网络应用,如负载均衡、流量监测等。
这种分层架构使得网络的管理和配置更加模块化和可扩展。
4.网络编程接口和虚拟化技术:SDN提供了丰富的网络编程接口,使得开发人员可以通过编程的方式对网络进行灵活配置和管理。
同时,SDN还利用虚拟化技术,将物理网络资源划分为多个虚拟网络,使得不同租户之间的网络可以互相隔离。
这种虚拟化技术可以提高网络资源的利用率,并且使网络更加灵活和可定制。
5.网络智能和自动化:SDN可以通过集中的控制器来收集和分析网络设备的状态和统计信息,从而实现网络的智能化和自动化。
软件定义网络(SDN)中的网络流量分析与优化

软件定义网络(SDN)中的网络流量分析与优化网络流量分析与优化在软件定义网络(SDN)中扮演着至关重要的角色。
SDN是一种网络架构,通过将数据平面和控制平面分离,使网络管理变得更加灵活可控。
网络流量分析和优化旨在解决网络中的瓶颈、性能问题和安全隐患。
本文将探讨SDN中的网络流量分析与优化技术,并介绍其应用和挑战。
一、SDN中的网络流量分析网络流量分析是指对网络中的数据流进行监测、收集和分析的过程。
SDN的流量分析借助于集中式的控制器,实时监控网络中的数据流,并收集流量数据进行分析。
SDN中的流量分析可以帮助管理员了解网络中的实时流量情况、应用识别、流量变化和异常行为。
1. 流量监测与收集SDN的控制器可以通过在网络中的交换机上部署流量监测器,实时监控网络中的数据流。
控制器收集到的流量数据包括源IP地址、目的IP地址、协议类型、传输端口等信息。
这些数据有助于管理员全面了解网络中的流量状况。
2. 流量分析与识别通过对收集到的流量数据进行分析,管理员可以识别出特定应用的流量。
例如,对于一家企业而言,管理员可以通过分析流量数据,判断出员工是否在工作时间内使用了非工作相关的应用,从而加强网络监管和安全管理。
3. 流量变化监测SDN的流量分析功能还可以帮助管理员监测网络中流量的变化情况。
通过对历史流量数据的分析,管理员可以了解到流量的高峰期、低峰期和变化趋势。
这有助于提前做好网络规划和资源分配,以应对流量的变化。
4. 异常行为检测网络流量分析也可以用于检测网络中的异常行为。
通过对流量数据的分析和对比,管理员可以发现网络中的攻击行为、恶意流量和异常访问。
一旦发现异常行为,管理员可以及时采取相应的安全措施,以保护网络免受攻击。
二、SDN中的网络流量优化网络流量优化旨在提高网络性能、减少延迟和提升用户体验。
SDN的网络流量优化技术基于对流量数据的分析和控制。
下面将介绍几种常见的网络流量优化技术。
1. 流量调度与控制SDN的控制器可以根据流量分析的结果,对网络中的数据流进行调度和控制。
SDN中的网络故障预警与响应机制(五)

随着互联网的快速发展,网络通信已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
而随着网络规模的增大和复杂性的提高,网络故障的发生频率也在不断增加。
因此,网络故障的预警与响应机制显得尤为重要。
软件定义网络(SDN)作为一种新型的网络架构,为网络故障预警与响应提供了更加灵活和高效的解决方案。
SDN中的网络故障预警机制主要依赖于网络流量分析和监控系统。
通过对网络中的数据流量进行实时监测和分析,可以及时发现网络中的异常情况和潜在故障。
在SDN架构中,控制层可以通过对数据平面的实时监控,及时发现网络中的异常流量和拥塞情况。
同时,SDN架构还可以通过流表项的调整和路径的重新规划来应对网络故障,保障网络的正常运行。
除了基于流量分析的网络故障预警机制,SDN还可以通过对网络拓扑的建模和分析,发现潜在的网络故障隐患。
通过对网络拓扑结构的实时监测和分析,可以及时发现网络中的单点故障和链路故障,为网络故障的预警提供数据支持。
同时,在发现潜在故障隐患后,SDN还可以通过动态路径规划和流量调度来实现网络的自愈。
在网络故障预警的基础上,SDN架构还提供了高效的网络故障响应机制。
传统的网络架构中,故障响应往往需要人工干预和手动调整,耗时耗力且效率低下。
而在SDN架构中,由于控制层与数据层的分离和集中式控制的特点,可以通过控制器的智能算法和自动化调度来实现网络故障的快速响应。
在SDN架构中,网络故障响应机制主要依赖于流表项的调整和路径的重新规划。
当网络中发生链路故障或节点故障时,SDN控制器可以通过对流表项的调整,将受影响的流量快速重新路由到正常的路径上,保障网络的正常通信。
同时,SDN 还可以通过对网络拓扑的动态调整,实现网络中链路的切换和冗余路径的利用,提高网络的鲁棒性和可靠性。
除了对网络路径的动态调整,SDN还可以通过网络切片技术实现网络资源的灵活分配和调度。
当网络中发生故障时,SDN可以通过对网络切片的调整,将受影响的服务快速迁移到其他可用的网络切片上,实现网络资源的快速调度和迁移,保障网络的正常运行。
SDN

浙大XFlow--基于SDN的可重构网络体系结构 中科院计算所PEARL--可编程虚拟路由器 清华大学SDN实践--SDN 系统架构与数据中心应 用 解放军理工大学OpenTrace--SDN 测量平台 国防科技大学OpenFlow 交换机实现模型
Open Networking Summit
数据服务供应商Edgenet正在利用SDN来创建一个跨数 据中心和存储技术的可编程架构。该公司选择SDN的目 的是希望将网络虚拟化,让网络足够灵活来“追赶上” 服务器和存储虚拟化。通过这种结合的技术,Edgenet 提供软件即服务和数据服务。该公司部署了NEC美国公 司的ProgrammableFlow SDN生态系统,其中包括一 个OpenFlow控制器,以及高速物理交换和虚拟交换, 支持Hyper-V环境,并能实现网络虚拟化配置。该公司 部署SDN架构的另一个原因是,该公司能够建立多路径、 东-西架构,这最终将允许他们部署一个完全融合的存 储和数据中心网络。
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SDN英文全称:Software-Defined Networking SDN中文译名:软件定义网络 SDN是一种动态的、可管理的、高成本效益、 强适应性的新兴体系结构,这些特性也使它成为今 天高带宽需求、动态性的应用程序最理想的架构。 这种架构解耦了网络控制和转发功能,使得网络控 制层能被直接编程,底层的基础设施对于应用程序 和网络服务来说是抽象的。OpenFlow协议是构筑 SDN解决方案的基本元素。
叠加(Overlay) 在SDN讨论中经常会出现的另一个术语就是叠 加网络。简而言之,叠加是用来创建虚拟的网络容 器,这些容器之间在逻辑上彼此隔离,但可共享相 同的底层物理网络。
软件定义网络SDN在互联网应用中的优化实践

软件定义网络SDN在互联网应用中的优化实践
第一章:引言 ................................................................................................................................... 2 1.1 软件定义网络概述 ........................................................................................................... 3 1.2 SDN的优势与挑战 ............................................................................................................ 3 1.2.1 SDN的优势 .................................................................................................................... 3 1.2.2 SDN的挑战 .................................................................................................................... 3 1.3 研究目的与意义 ............................................................................................................... 3 第二章:SDN架构与关键技术 ........................................................................................................ 4 2.1 SDN基本架构 .................................................................................................................... 4 2.1.1 概述 ............................................................................................................................... 4 2.1.2 应用层 ........................................................................................................................... 4 2.1.3 控制层 ........................................................................................................................... 4 2.1.4 数据层 ........................................................................................................................... 4 2.2 控制器与交换机通信机制 ............................................................................................... 4 2.2.1 概述 ............................................................................................................................... 4 2.2.2 南向接口 ....................................................................................................................... 4 2.2.3 北向接口 ....................................................................................................................... 4 2.3 SDN编程语言与API ......................................................................................................... 5 2.3.1 概述 ............................................................................................................................... 5 2.3.2 SDN编程语言 ................................................................................................................ 5 2.3.3 SDN API ......................................................................................................................... 5 2.4本章小结 ............................................................................................................................ 5 第三章:SDN在网络应用中的优化策略 ........................................................................................ 5 3.1 流量工程优化 ................................................................................................................... 5 3.1.1 引言 ............................................................................................................................... 5 3.1.2 基于SDN的流量工程优化策略 ................................................................................... 5 3.2 网络拥塞控制 ................................................................................................................... 6 3.2.1 引言 ............................................................................................................................... 6 3.2.2 基于SDN的网络拥塞控制策略 ................................................................................... 6 3.3 负载均衡优化 ................................................................................................................... 6 3.3.1 引言 ............................................................................................................................... 6 3.3.2 基于SDN的负载均衡优化策略 ................................................................................... 6 3.4本章小结 ............................................................................................................................ 7 第四章:SDN在数据中心网络中的应用 ........................................................................................ 7 4.1 数据中心网络架构 ........................................................................................................... 7 4.2 SDN在数据中心网络中的优化实践 ................................................................................ 7 4.3 功能评估与实验结果 ....................................................................................................... 8 4.4本章小结 ............................................................................................................................ 8 第五章:SDN在宽带接入网中的应用 ............................................................................................ 8 5.1 宽带接入网架构 ............................................................................................................... 8
211065804_SDN_技术在广电通信网中的应用分析

引言在信息化时代背景下,通信网向大数据、云计算、智能化、融合化的方向发展,网络架构的通信设备设计表现出越来越复杂的特性,这往往会导致成本大幅增加,实施特定的统一网络管理技术很困难。
同时,传统模式下的高清数字信号传输具有矩阵切换规模大、附带设备过多、布线错综复杂的弊端,难以满足广电通信网传输的需求。
SDN技术直接构建全新的网络体系结构,使构建网络设施的服务更加多样化,有效保证信息服务基础架构的创新和发展,需要在广电通信网中应用SDN技术,以此满足外来SDI和IP信号的传输需求,因此本文对SDN技术在广电通信网中的应用进行了分析。
一、SDN技术概论(一)SDN技术的定义所谓的SDN(Software Defined Networking)技术意味着以虚拟化、可编程性和集中控制为特征的新的技术。
这是斯坦福大学CLean State课题研究组最早提出的核心技术。
其中,相关的Open Flow可以有效地与实际需求相结合,更好地满足网络应用需求,控制管理和管理流程,为新核心网的创新开发奠定良好的基础[1]。
SDN技术与传统网络的最大区别在于,可以灵活地定义网络设备的传输功能,从而集中实现控制平面。
在这种模式下,软件可以由网络硬件有效地管理,并且传输级别可以由可编程的控制来实现。
这种网络结构是基于SDN技术的网络组织。
从这个角度来看,SDN技术只意味着软件定义网络。
从更广泛的角度看,相应的SND概念是包括相应的软件技术存储在内的情况。
从定义上讲,有关如何组合SDN技术的问题是,确保下一代网络能够满足当前定制的编程要求,有效地实现网络的集成和集中管理,并监督动态流量以确保自动程序部署的要求。
(二)SDN技术的特征1.网络能力开放在SDN网络技术的应用下,网络能力将持有开放化的特征。
SDN技术利用集中的控制器统一管理网络资源,在SDN 技术在广电通信网中的应用分析李溢磊【摘 要】随着信息产业的飞速发展,互联网、广电通信网络、有线电视网等服务集成速度逐渐加快,网络的边界也愈加模糊。
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基于SDN的网络管理与监控系统
随着信息技术的快速发展和网络规模的不断增大,传统
的网络管理和监控方式已经无法满足当前复杂网络环境的
需求。
基于SDN(软件定义网络)的网络管理与监控系统
应运而生,成为网络管理领域的新趋势。
本文将重点介绍
基于SDN的网络管理与监控系统的特点、功能和优势,
并探讨其在网络安全、质量监控和流量管理等方面的应用。
基于SDN的网络管理与监控系统具有以下几个重要特点。
首先,SDN技术将控制平面与数据平面分离,使网络
管理更加灵活和可编程。
其次,SDN的集中式控制和分布
式交换机架构,使得网络监控更加高效和准确。
再者,SDN的开放式接口和标准化协议,为第三方开发者提供了
广泛的参与空间,促进了网络管理与监控系统的创新和发展。
基于SDN的网络管理与监控系统具有多种功能,能够
满足网络管理员在管理和监控网络时的不同需求。
首先,
它可以实时监控网络中各个节点的状态和性能指标,如带
宽利用率、丢包率和时延等,以便及时发现和解决网络问
题。
其次,它能够分析网络流量,检测和预测异常行为,帮助网络管理员提前做出响应。
此外,它还可以提供网络拓扑图和路径信息,方便网络管理员进行网络配置和故障排除。
最后,它还可以进行流量管理和负载均衡,实现对网络资源的优化分配和利用。
基于SDN的网络管理与监控系统相比传统的网络管理和监控方式具有明显优势。
首先,它能够减少网络管理员的工作负担,自动化管理和监控过程,提高工作效率和准确性。
其次,它能够提供更加准确和细粒度的网络状态和性能指标,帮助网络管理员更好地了解网络状况并做出相应优化。
此外,它还具有较强的可扩展性和灵活性,能够适应不断变化的网络环境和需求。
最后,基于SDN的网络管理与监控系统还具备一定的安全性,能够及时发现和阻止恶意攻击和网络入侵。
基于SDN的网络管理与监控系统在网络安全方面有着重要的应用价值。
网络安全是当今互联网时代亟待解决的重要问题,传统的网络安全技术已经无法满足复杂网络环境下的安全需求。
基于SDN的网络管理与监控系统能够实时监测网络流量、检测和预测网络攻击,帮助网络管理
员及时发现和响应安全威胁。
同时,它还可以根据网络安全策略对流量进行限制和管理,提高网络的安全性和可靠性。
基于SDN的网络管理与监控系统在质量监控方面也有广泛应用。
传统的网络质量监控方式主要是通过被动地检测网络中的问题和故障,不能及时发现和解决问题。
而基于SDN的网络管理与监控系统能够主动地监测网络节点的状态和性能指标,及时发现和解决网络质量问题,提高网络的可靠性和可用性。
同时,它还可以提供详细的质量监控报告和分析结果,帮助网络管理员进行网络优化和决策。
基于SDN的网络管理与监控系统还在流量管理方面具有重要作用。
随着网络流量的快速增长和多样化,传统的流量管理方式已经无法满足实际需求。
基于SDN的网络管理与监控系统能够根据网络管理员的需求对流量进行分析、控制和优化,提高网络的吞吐量和服务质量。
它可以根据流量的特征和优先级进行智能路由和负载均衡,实现网络资源的优化分配和利用。
综上所述,基于SDN的网络管理与监控系统是当前网
络管理领域的新趋势。
它具有灵活、可编程和高效的特点,能够满足网络管理和监控的不同需求。
它在网络安全、质
量监控和流量管理等方面有着重要的应用价值,能够提高
网络的可靠性、可用性和安全性。
随着SDN技术的不断
发展和完善,基于SDN的网络管理与监控系统将在未来
发挥更重要的作用,并推动网络管理领域的创新和发展。