流量的不均衡分布而引发的热路径问题,一方面导致网络局部路径发生重度拥塞,而另一方面却产生网络剩余资源得不到充分利用。负载均衡是一种将路径负载过重上的流量从负载过重的路径调度迁移到其它路径负载较空闲路径上的流量调度技术,借此缓解网络出现的拥塞。然而,转发与控制紧密耦合且不透明的分散管理模式,使得以往传统网络变得可控性差,想获知全网(哪怕是局部网络)的路径负载状态更是成为难题,进而难以实施有效的负载均衡。软件定义网络(SDN),这种新一代的网络架构,它具有的转发与控制解耦、集中控制且可编程等特性使负载均衡获得了打破上述挑战的机会。本文基于SDN研究网络流量的路径负载均衡架构,给出一种基于SDN流表的拥塞判定与路径源回溯式负载均衡技术,以新的拥塞判定来解决以往负载均衡方法对流表容量因素的欠缺考虑,并以路径源回溯来解决既往方法的拥塞调度点过于固定等不足,实现适应性更强的网络路径负载均衡。主要工作概括为以下六个方面:1.阐述基于多路径的SDN负载均衡技术的研究背景与意义,分析基于多路径的SDN负载均衡技术的研究现状。指出其在调度点选择上存在固定,不可移动,使得网络拥塞解决存在时延或者解决能力不足的问题;以及SDN环境下路径评价技术缺乏考虑流表容量,而导致网络拥塞的问题。2.依据研究想定,形式化地界定SDN负载均衡技术相关概念,在此基础上建立SDN负载的形式化描述模型;以此为基础,继续建立处置上述负载模型的均衡模型,也就是,辨析、归纳并形式地界定SDN负载均衡涉及的基本活动及其基本行为,在建立了 SDN多路径负载均衡的形式化模型的基础上,从数学的层面分析该负载均衡模型的结构连通性并推导出其行为过程特性。以上述负载均衡的概念模型和数学模型为数学基础,建立SDN多路径负载均衡的2个下推自动机,从可计算性的层面证明SDN回溯式负载均衡的上述过程具备终态可达性质。进而获得SDN回溯式负载均衡的一种新的计算机制;3.依据上述新的计算机制,从技术的层面构造出SDN回溯式负载均衡的框架算法,其中包含两个子框架:针对流量拥塞,提出基于回溯机制的负载均衡子框架;针对流表拥塞,提出考虑流表容量因素的负载均衡子框架;并进一步阐述上述框架算法中的关键算法的原理和伪代码;随后给出相应的复杂度分析,给实现SDN负载均衡系统提供了技术设计依据4.依据项目设计,运用面向对象的软件开发方法,设计系统的结构图、顺序图和类图。实现一个基于SDN流表的回溯式负载均衡技术的原型系统。5.遵循项目想定,设计测试用例,验证基于SDN流表的回溯式负载均衡系统的功能。实验结果表明,基于SDN流表的回溯式负载均衡系统初步符合项目想定,即能够为负载均衡中的流量调度选择合适的调度点,并为现有的路由算法生成一张基于流表容量的节点黑名单,实现基于区分大小流的路径评价。6.通过与ECMP、LARRBLO等2个负载均衡技术的(成果或者贡献)对比可知,本文研究的基于SDN流表的回溯式负载均衡技术比起前两种算法在非严格对称网络下,有更快的拥塞解决效率和均衡能力。