网络虚拟化是一种在物理网络上实现多个逻辑独立的虚拟网络的技术,将网络虚拟化技术和软件定义网络(SDN)结合,可以极大提高网络的灵活性。网络虚拟化Hypervisor(NVH)作为一个实现SDN网络虚拟化的系统平台,其性能的可拓展性,功能的可靠性对系统的运行至关重要。由于集中的NVH无法满足系统的高可拓展性和可靠性要求,我们考虑实现一个分布式的NVH系统。另外,借助协议无感知转发(POF)技术,我们可以实现一个分布式协议无关的NVH系统,从而极大提高网络虚拟化系统的可拓展性,可靠性和灵活性。因此,本文首先研究分布式协议无感知NVH系统的实现问题。借助POF技术和ONOS的分布式架构,我们将实现一个分布式协议无感知的NVH系统(DPVisor),从而实现协议无关的虚拟SDN网络(vSDN)切片。我们将测试NVH系统的消息处理时延,分布式系统的吞吐量,故障恢复时间,并将实验结果与基于OpenFlow和ONOS实现的分布式NVH(ONVisor)作比较,从而验证DPVisor具有高度的可拓展性和可靠性。然后我们将从分布式系统数据同步的一致性模型的角度,对分布式NVH的性能瓶颈进行分析。实验表明,我们提出采用基于缓存同步的方法不仅能极大提高分布式NVH系统的性能,也能保证数据同步具有很好的一致性。另外,我们结合分布式协议无关的网络虚拟化系统,研究虚拟网络映射(VNE)算法。结合网络虚拟化系统的实现方式,我们在虚拟网络映射过程中主要考虑节点TCAM资源和链路带宽资源的限制条件,同时考虑限制NVH使用的个数来避免NVH间过多的东西向通信。针对该问题,我们构建了一个整数线性规划(ILP)模型,从而对该问题进行精确求解。然后,我们基于全局资源容量(GRC)的节点排序算法,针对问题的实际模型,提出了该问题的启发式算法。仿真结果表明,我们的启发式算法不仅能极大提高网络资源的使用效率,而且相对已有的启发式算法性能更好。