随着互联网的广泛应用,传统网络架构的固有弱点越加突显。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)作为一种新型的网络架构,以控制面和数据面相分离为特点,实现了网络的灵活性和可编程性,极大的提升了网络的管控效率和开放程度。针对网络中普遍存在的链路故障现象,SDN以其特有的集中控制功能突破了传统网络中故障恢复的技术瓶颈。本文主要研究了带内控制模式下SDN底层链路故障恢复问题,对控制流和数据流采取不同的故障恢复机制,以实现链路资源的合理分配,主要工作如下:针对控制流的保护方案进行研究。首先提出一种保障网络弹性的控制器放置算法,以交换机节点重要度为衡量基础,重新定义了网络弹性的评价指标,以实现对控制流的保护。然后提出一种本地快速恢复的LBP算法,此算法对控制网络的单链路故障能有效进行恢复。故障链路将控制网络分割成两个不连通的子树,而能将子树重新连接的最小权值链路即为算法生成的备份路径。最后仿真结果表明,在备份路径长度的比较上,提出的LBP算法优于现有的FIR和BLR算法,且与路由重收敛后的最短路径相差较小。另外,通过Dijkstra算法和LBP算法的备份路径长度与弹性值对比可知,对于给定控制器位置,不同的备份路径算法计算的备份路径长度不同;反之,对于给定的备份路径算法,控制器的位置也影响了备份路径的长度。针对链路故障恢复中的拥塞问题进行分析。首先针对数据流采用动态自适应链路故障恢复方案,提出一种基于拥塞避免的CA-FC算法。此算法在计算恢复路径时除考虑路径的传输时延外,还综合考虑了备选路径当前各链路的实时负载状况及转发代价,以避免故障恢复过程中产生拥塞,保障网络的整体性能。然后根据所提算法设计了链路故障恢复系统的总体架构,并基于开源Ryu控制器对系统各模块进行了详细设计和实现。最后为了验证算法的性能,通过Ryu控制器和Mininet网络模拟平台在VMware环境下构建SDN网络。通过与相关研究的仿真结果进行对比表明,本系统能有效地进行链路故障恢复,并且在恢复时间和整体的网络性能上都有较好的效果。