软件定义网络(Software Defined Network,简称SDN),是一种新兴的集中式的网络体系架构,它实现了控制和转发相分离,这是异于传统TCP/IP网络的关键点。然而,作为一种创新的网络架构,SDN在不断发展的过程中面临诸多挑战,如接口/协议的标准化、互操作性、安全性问题、控制器实现方式以及关键性能等,其中性能问题非常重要,在目前SDN网络中,组网的关键指标(流表容量大小、流规则下发速度、数据转发性能等)有较大的提升空间。在上述背景下,本文主要针对软件实现的SDN交换机,提出了性能优化的两种方案:第一种是数据接入方面,基于优先级的规则请求处理方案,该方案将SDN软件交换机上传给控制器的流规则请求消息按照优先级顺序处理,以提高某些时延敏感性业务的接入速度。第二种是数据转发层面的多线程SDN软件交换机的设计与实现,主旨是将交换机的数据通道和控制通道并行化,降低交换机丢包率和时延,进而提升其转发性能。本文首先对软件实现的SDN交换机的性能优化做了相关调研。随后,在研究了 SDN网络流规则请求处理机制之后,提出一种基于优先级的规则请求处理方案,并给出了详细的方案设计。之后,通过多线程SDN软件交换机的设计与实现充分利用交换机硬件资源,提高数据处理并行性,提升交换机性能。本文的最后,对多线程SDN软件交换机进行了功能测试和性能(丢包率、时延)测试,实验结果证明多线程实现方式对SDN软件交换机性能可以有较大提升。