随着互联网的发展,新型业务不断涌现,对通信网络提出了越来越高的要求,转发和控制分离以及智能化是未来网络发展趋势。为了应对这些需求,软件定义网络(SDN)被提出来。软件定义网络SDN是基于OpenFlow协议的一种新型网络架构,通过OpenFlow协议SDN实现了控制平面和数据平面的分离,形成独立的控制平面利于实现网络流量的灵活控制,使得网络更加智能。SDN相比传统网络而言,是一次革命性的突破。SDN的优势是非常明显的,它可以完成许多传统网络不能完成的任务。其中最重要的一点在于,SDN真正意义上实现了让网络以业务为导向,而不再只是基于连接的,这使得网络发展不会落后于互联网的快速发展。当一个新业务被部署在SDN时,它不需要像传统网络那样上升到对协议修改的层面,网络运营商可以直接通过软件对业务进行部署,大大提高了网络使用的灵活性。不仅如此,由于控制层在逻辑上是集中的,网络运维人员可以直接在控制层对网络进行维护,不需要再去一个一个手工配置设备,不但修改迅速,而且出错率低,对网络运维人员来说是一个巨大的解放。随着SDN的迅速发展,SDN网络规模不断扩大,主要表现为两种情况:(1)网络规模增大,SDN网络从单域扩展为多域网络;(2)网络规模增大,一个控制器无法满足网络功能需求,一个SDN网络域中包括多个控制器。针对上述情况,SDN将面临两个问题:多域路由问题和多控制器负载均衡问题。本文针对这两个问题展开研究。针对多域路由问题提出了一种基于分层多域路由算法,该算法通过拓扑抽象将多域路由分解为域间路由和域内路由两层路由,路由过程中首先完成多个域之间的域间路由,然后再路径经过的每个域内进行域内路由,从而完成跨域的路径建立,具有良好的可行性,利用OMNet++仿真软件构建仿真环境,对算法进行仿真验证,仿真结果表明该算法是有效的,并且比Dijkstra算法具有更好的性能。针对多控制器负载均衡问题提出了一种面向业务服务质量(QoS)的控制器负载均衡算法,该算法面向业务的QoS,选择平均等待时延作为主要参数并且考虑全网资源利用率,在资源分配过程中根据控制器负载情况进行排队,从负载最小的控制器开始计算时延,当时延满足要求的时候才进行交换机与控制器的关联。利用OMNet++仿真软件构建仿真环境,对算法进行仿真验证,仿真结果证明该算法性在保证QoS和资源利用率方面都有优化。