拓扑发现机制是软件定义网络(software-defined networking)控制器获取全局网络视图,实现一切数据转发决策的基本保障。作为网络管理的基础构件,拓扑发现机制被用于大多数控制器的核心服务和其上层应用,因此保证拓扑信息的完整性、准确性和可信性极其重要。一旦拓扑信息错误、失效或中毒,所有依赖的网络服务将立即受到影响,造成灾难性的问题。然而针对SDN拓扑发现机制中的安全问题,目前仍然缺乏对拓扑攻击进行体系化防御的相关研究工作。针对由于SDN拓扑发现过程自身缺乏认证机制而衍生出的安全问题,本文研究并提出了一种轻量级的SDN拓扑可信验证方案,旨在实现拓扑可信性的快速验证与拓扑安全威胁的实时检测。本文主要研究工作为:(1)分析了SDN拓扑发现机制中两个关键服务(主机追踪服务和链路发现服务)的漏洞成因,针对不同的服务,建立了多种拓扑安全威胁模型。(2)针对主机追踪服务,提出一种“基于路径跟踪和异步回滚技术的”主机位置信息可信验证策略,以应对主机劫持攻击;针对链路发现服务,提出一种“基于混沌模型和动态口令生成技术的”链路信息可信验证策略,以应对链路伪造攻击。(3)设计并实现了一种轻量级的拓扑可信验证方案:TrustTopo,该方案能够有效应对各类拓扑安全威胁,提供更加全面、完整的拓扑安全防护,不会对网络性能造成明显影响,并且支持与多种主流SDN控制器集成。本文从方案的正确性、有效性和性能开销等多个角度对TrustTopo进行了实证研究。实验结果表明,TrustTopo能够有效应对各类拓扑安全威胁,提供更加全面、完整的拓扑安全防护,且不会对网络性能造成明显影响。本文的研究工作将有助于创建安全可信的SDN网络生态系统。