随着云计算和数据中心的高速发展,数据中心业务在网络中占有越来越大的比重,推动着底层互联光网络的技术更新。为了满足数据中心业务大容量、低时延和动态灵活的要求,支持弹性带宽的频谱灵活光网络成为了数据中心互联的重要备选方案。与此同时,在新型数据中心业务的驱动下,光网络的控制平面被要求更加灵活、智能和开放。因此,如何实现面向数据中心业务的控制与优化是一个重要的研究课题。论文围绕着光网络的控制技术,主要从互联互通控制技术、资源分配与优化策略和控制平面保障方法等方面对面向数据中心业务光网络的控制机制与优化策略进行研究。主要的工作和创新如下:第一,针对数据中心业务光网络的互联互通问题,基于软件定义网络,论文提出一种面向虚拟数据中心业务（VDC）的集中式控制架构。该架构引入虚拟化层,为用户提供集成化的虚拟数据中心资源（包括计算资源、网络拓扑、存储资源和互联的光带宽资源等）。基于该架构,论文设计了虚拟数据中心业务的交互流程,扩展了以OpenFlow为基础的光网络控制协议,提出了 2种IT资源分配策略,搭建了以真实节点为基础的实验平台。通过Wireshark软件抓包业务流程验证了架构的可行性。此外,针对商业光传送网,论文提出了一种面向OTN的多域多厂商集中式统一控制平面架构,扩展了以标准层次化控制器接口（CVNI）为基础的控制协议,设计了控制平面与OTN设备的交互测试方案,搭建了跨洲实地实验平台,分析了协议流程并统计了OTN连接建立/拆除时延。第二,针对资源分配与优化策略问题,论文基于频谱灵活光网络,选用了数据中心提前预留业务进行研究,建立了面向提前预留业务的频域和时域的二维资源模型。以该模型为基础,首先论文在静态频谱分配策略研究中设计了整型线性规划（ILP）方程最优化资源使用,并提出调度方案与之对比,分别在6点小网和NSFNet大网拓扑中研究各个方案的频谱利用性能,仿真结果显示提出的调度算法能够有效的降低容量阻塞率。同时,在动态频谱分配策略研究中,为了缓解动态业务带来的频谱碎片问题,文章提出了时间频谱连续度（TSC）作为频谱碎片状态的度量标准,并基于TSC设计了最大总链路（MTLT）、最大负载（MHLT）和最大路径（MPT）时间频谱连续度三种启发式算法用来降低网络频谱碎片。仿真结果表明,基于TSC的算法能够有效的降低网络阻塞率。最后,针对服务等级较高的提前预留业务（如金融业务）,文章也研究了该种业务在故障保护下的资源优化问题。提出了在频域和时域二维资源空间上的共享保护模型,并基于此设计了 ILP方程以最小化资源使用,构建了最大化共享频谱资源的贪心算法。仿真结果表明,相对于1+1保护,贪心算法将资源利用效率提高了19%。第三,为了保障控制平面的稳定运行,文章提出了一种基于用户行为分析的光网络控制平面安全性检测方法。针对用户的单点（一次）行为,设计了基于统计的控制平面安全性检测方法,构建了用户行为概率模型和异常行为概率阈值算法。仿真采用业务路由长度和网络带宽作为用户行为特征,通过训练数据训练概率函数,使用校验数据计算概率阈值,使用测试数据测得安全性检测的准确率约为83%。针对用户的连续行为,设计了基于序列的控制平面安全性检测方法,构建了用户行为偏移累积和算法。基于序列的控制平面安全性检测方法采用单位时间内的到达业务数作为用户行为特征,仿真数据显示安全性检测的准确率约为85%。