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随着云计算、大数据等新一代IT技术的蓬勃发展,数据中心网络面临巨大的数据流量压力,传统的负载均衡技术已经无法满足其性能需求。软件定义网络(Software Defined Networks,SDN)作为新型的网络架构,具有控制转发分离、全局集中控制的优点,越来越多的被应用到数据中心网络中。本文围绕数据中心网络负载均衡方法进行研究,借助SDN架构全局集中控制的优势,建立全局资源视图,搭建了SDN仿真平台,设计并实现了负载均衡算法,明确并完善了Open Flow协议的重路由机制,有效改善了数据中心网络负载均衡程度,提高了数据转发效率。主要工作如下:(1)针对构建真实的SDN网络平台费用投入太大,同时缺乏直接可用的SDN仿真软件等问题,本文分析了基于SDN的数据中心网络仿真平台需求,搭建了基于Open Flow的通用SDN仿真平台,设计并实现了数据转发层、控制层、数据存储层、数据可视化层等功能,最后在该仿真平台上对Floyd算法以及ECMP算法进行了仿真实验,验证了本文的SDN仿真平台可用,为后续算法和机制研究提供了基础条件。(2)针对当前数据中心网络面临的资源分配不够合理、资源利用率低等问题,提出并实现了一种基于多路径传输的动态负载均衡路由(Multipath Transmission based Dynamic Load-balanced Routing,MTDLR)算法。该算法综合考虑了路径带宽最优度、链路带宽均衡度、路由跳数等路径层面的指标,定义了路径选择函数,并通过调整路径选择函数中各项影响因素权重以适应不同网络拓扑需求。论文在第二章搭建的SDN仿真平台基础上,新增了泊松流量生成模块和MTDLR算法模块,对MTDLR算法进行了仿真实验,仿真结果表明,较于GLB、ECMP算法,MTDLR算法在平均流带宽利用率、系统吞吐量、平均丢包率及平均时延抖动方面均有一定程度的性能提升,可以达到平衡网络负载,提升网络资源利用率的目的。(3)针对数据传输过程中网络状态不断变化的特点,引入重路由进一步提升网络负载均衡性能,设计并实现了一种支持动态重路由的流量监控(Traffic Monitoring with Dynamic Rerouting supported,TMDR)机制,包括路径监控机制、拥塞监控机制、调度选择机制、重路由机制及监控移除机制。论文定义了路径带宽利用率与流均衡程度两个指标用于鉴定网络拥塞状况、触发动态流量调度,并在第二章搭建的SDN仿真平台的基础上,新增了初始路由模块和TMDR机制模块,将TMDR机制分别与MTDLR算法和GLB算法结合进行仿真实验。仿真结果表明,引入TMDR机制后,平均流带宽利用率、系统吞吐量、平均丢包率、平均时延抖动性能均有进一步的提升。