软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)是一种新兴的网络架构,将传统网络的控制平面从转发平面中剥离出来。转发平面通过专有硬件实现快速数据转发,控制平面集中式地控制数据平面中网络流的走向。控制平面和转发平面的解耦有利于底层网络设施对上层应用的透明化,通过集中式的网络状态管理实现对网络资源更有效的利用。作为一项近几年兴起的技术,SDN面临诸多问题,而承担其核心作用的控制平面尤甚。首先,控制平面需要一类通用的系统性能评估模型以考虑控制器的容量问题,即控制器最大可管理交换机数目的问题,以及当交换机数目超出容量限制时的处理方案；其次,SDN控制平面与转发平面的解耦带来一个新的问题是控制器部署问题,即控制器应该部署在网络的哪个位置以达到最优的网络性能；最后,在SDN多控制器场景下,静态的控制器部署方案无法适应网络流的动态变化特性,因此需要一种由控制器间动态协调的自适应网络管理方案。针对以上问题,本文提出一种基于排队论的控制器容量评估方案,一种带内控制模式下的SDN控制器部署方案和一种适用于SDN多控制器场景下基于流动态变化的控制器管理方案。论文的主要贡献如下：(1)为了估算控制器容量,本文首先对SDN建立模型,通过分析网络流的处理过程,对控制器端接收到的新流请求建模为一类批量到达的排队模型。求解该排队模型,得到控制器容量、平均流处理时间和控制器管理的接入交换机数目的数学关系式。根据网络的实际约束(网络流的QoS需求,交换机缓存大小等限制因素),评估控制器的容量。(2)为了更合理地部署SDN网络控制器,本文提出一种考虑节点权重的控制器部署方案。在实际网络中,节点的权重是各不相同的,节点权重越大,其产生的新流请求数可能越多。从最小化交换机节点到控制器的流请求代价角度出发,在控制器部署问题中需要着重考虑节点权重较大的节点。基于此点考虑,我们提出以网络节点的度来衡量节点的权重,同时为了降低选择控制器节点的计算复杂度,定义控制器部署候选节点集合,将控制器部署问题建模成一类节点加权的优化问题。通过部署实例表明,节点加权的控制器方案可以最小化节点到控制器的流建立代价,达到较优的网络性能。(3)在SDN多控制器场景下,静态的控制器部署方案无法适应网络流的动态变化特性。本文提出一种适用于SDN多控制器场景下的基于网络流动态变化的控制器管理方案。针对网络流的不同变化场景,采取不同的方案。同时在网络流突增的情景下,提出一种动态的交换机迁移算法以实现控制器间的负载均衡,同时满足该迁移交换机的QoS需求。仿真结果表明,该算法可有效地实现各控制器的负载均衡,从而实现对SDN控制平面资源的有效利用。