软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)的出现为网络的灵活管理提供了一个巨大的机会,也为网络路由算法的创新提供新的契机。随着SDN在实际大型网络拓扑以及广域网中部署的增加,单控制器的部署方案难以满足实际部署的需求,分布式的多控制器部署是解决控制平面可扩展性的有效途径。在网络节点众多的大型SDN网络中,分级分域的SDN体系架构成为趋势。对于跨域网络通信,不同区域路由信息需要域间控制器和域内控制器的协同通信管理,即分布式网络架构与集中式控制器管理相结合,可降低大型网络路由算法的复杂度,同时可灵活实现域内、域间不同路由策略。本论文从拓扑结构入手,基于SDN分级分域的新型网络架构,选择时延和成本度量,即针对时延敏感应用,寻找时延受限,成本尽可能小的路由方案,设计新的路由算法,在路由算法复杂度和算法性能之间寻找平衡,即算法复杂度不至于过高能实际应用于网络,算法性能不至于过低可找到实际存在路径。在SDN中,尽管有逻辑概念上的集中控制,软件定义网络仍是一个分布式系统,交换机和控制器之间不可避免存在延误,,难以保证控制逻辑更新的一致性,尤其在流量激增、实时响应需求增加和广域网的情况下,控制逻辑的一致性将更加难以保证。针对这一情况,本论文研究了流表更新一致性问题出现的原因和研究现状,针对已有方案,对比分析已有方案在的优势与不足,在此基础上,基于弱化的一致性属性无环,对SDN网络进行建模,研究优化方案,设计了基于多向更新的软件定义网络流表更新一致性方案,首先通过遍历原始图寻找所有可以更新的点,形成分段多向搜索的局面,从单向、双向扩展到多向,增加之后可以同时更新的节点,并与已有方案仿真对比,验证有效降低依赖链长度,减小更新时延,更新结果逼近最优化方案,并提出进一步研究的方向。