随着互联网的高速发展,传统网络的管控能力已经无法适应越来越复杂的网络结构和其上所承载的越来越多样的业务。为了适应网络的发展,一种新型的网络架构,软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)应运而生。软件定义网络是一种将控制平面与数据平面相分离的集中式管控架构,其可编程和灵活的特性引起了研究者们的广泛关注。其中一项重要的研究话题是软件定义网络的可靠性问题。本文主要研究,在使用网络恢复的手段提高软件定义网络的可靠性时,如何尽量减少对于存储资源的消耗,同时在故障恢复后的网络中实现拥塞避免与负载均衡。本文提出了一种基于多级粒度的网络恢复算法。为了实现快速恢复,需要采用网络保护的方式进行故障恢复,然而网络保护的方式会消耗较多的表项存储空间。使用较为粗糙的粒度可以减少需要管控的流的数目,从而可以节约表项存储资源;然而为了获得较好的拥塞避免和负载均衡的效果,管控的粒度又不能太过粗糙。所以本文提出,根据网络状态,使用多级粒度,来实现在尽量减少存储资源消耗的同时兼顾拥塞避免和负载均衡。通过仿真可以看出基于多级粒度的解决方案优于基于单一粒度的传统解决方案。本文还提出了结合使用网络保护和网络修复的网络恢复方式。网络保护可以实现快速恢复,但是需要预先消耗存储资源并且无法适应网络的动态变化;网络修复则更加灵活且消耗的资源较少,但是恢复时延较大。本文提出了故障恢复目标的分级和分阶段恢复的概念,将故障恢复的目标分为保证网络连通性的基本目标和与业务量工程与服务质量相关的进阶目标。利用网络保护实现基本目标而使用网络修复来满足进阶目标,进行分阶段的恢复,从而节约了存储资源,同时还可以满足拥塞避免与负载均衡等进阶目标。通过仿真可以发现结合使用两种网络恢复的方式,仅仅需要极小的备份路径调整代价,就可以减少存储资源的消耗并且实现负载均衡。