随着人工智能、大数据和互联网等业务的快速发展,传统网络在通信性能和网络维护方面已经无法满足时代发展的需求。软件定义网络(Software defined network,SDN)作为一种新型的网络架构,具有数据控制分离、软件可编程、集中式控制的特点。它可以灵活部署网络应用,解决网络僵化问题,实现网络创新。但是,软件定义网络与传统网络也一样存在服务质量(Quality of service,QoS)和网络冗余的问题。本文通过部署更为灵活的路由选择机制,满足了不同应用的服务质量需求;通过对STP协议的代码优化,解决了网络冗余问题,并通过仿真实验进行了分析研究。主要的研究内容如下:(1)针对当前软件定义网络中存在负载不均衡和不能满足网络流量服务质量要求的问题,利用软件定义网络便于获取网络各个链路信息的优势,基于网络流量的业务划分,综合考虑链路的可用带宽、带宽利用率、延时、丢包率和延迟抖动等多方面因素,提出一种基于层次分析算法的QoS路由机制,通过多方面考虑数据流的资源偏好度,从K条最短路径选择最合适的路径。基于Ryu控制器和Mininet仿真平台进行仿真模拟,结果表明,提出的QoS路由机制可以平衡各个因素对链路的影响,减少了资源瓶颈,为用户能够提供较好的服务体验。(2)针对传统网络中网络路由和访问控制的繁琐问题,利用软件定义网络集中式的控制机制,通过分析Ryu控制器中为解决网络环路的二层生成树算法的实现原理,并对此代码进行优化,加入对交换机地址和运行时间的限制,实现网络的控制访问。并通过应用案例仿真模拟,仿真结果表明,提出的设计方案是有效可行的,这既可以保证网络的冗余性,又使得网络的路由和访问更加轻便灵活,减少不必要的资源浪费。