随着电子技术与计算机的高速发展,互联网已经渗透到人们生产生活的方方面面,与人们的生活息息相关。但是随着互联网规模的不断壮大,如何实现对数量众多的网络设备进行高效便捷的管理则成为一个亟待解决的难题。传统的网络设备管理维护主要依赖于人工手动的方式,因此存在运营成本高、效率低等不足,已不再契合当今社会追求的高效便捷、智能化的发展趋势。因此,有学者指出在传统网络中引入自治化的概念,使得网络中的设备可以实现自我管理,这无疑为解决上述问题提供了一种新颖的途径,由此拉开了自治网络相关研究的序幕。2014年,IETF的ANIMA工作组提出了一种自治网络模型,在该模型中,定义了自治控制平面、安全自启动机制以及通用信令协议三个具体组成部分。本文以该模型为研究基础,注重研究自治控制平面中各个模块功能的设计与实现。本文首先介绍了自治网络以及自治控制平面的背景、研究现状,阐述了自治网络的架构,并简要分析了自治控制平面中所使用的相关技术原理,主要包括RPL路由协议、IPsec安全协议和IKEv2协议等。其次,针对自治控制平面在邻居发现过程中存在洪泛消息不够简洁和新节点无法快速地加入安全自治域等缺陷,而导致消息过长,新节点邻接表收敛速度过慢等问题。提出了一种高效快收敛的邻居发现方案,该方案主要设计了使用精简洪泛消息的邻接表更新机制与新节点快速接入自治域两个新机制。然后,在详细研究自治控制平面的各个模块的原理、功能以及梳理了各个模块具体工作流程的基础上,完成了自治控制平面系统中各个模块的设计。实现了节点ULA地址的配置与节点邻接表的构建、维护;同时通过移植与修改Unstrung完成RPL路由的建立、并针对其在下行路由构建过程中会出现路由不可达的问题对源程序进行了修改,添加了与DODAG构建过程中相关的设置信息的接口完成路由模块的实现;在安全隧道模块,在StrongSWAN的基础上,通过实现其配置文件的动态自配置完成节点间IPsec安全隧道的建立。此外搭建了测试平台,完成了对自治控制平面各模块的功能测试,在此基础上,对比了新旧机制下的洪泛消息长度与新节点邻接表收敛时间这两个性能指标,对比结果显示,使用高效快收敛的邻居发现方案后,节点在邻居发现过程中能够有效地降低消息长度,同时加快了新节点邻接表的收敛速度。最后在论文结尾处,对全文工作进行了总结,并对自治控制平面的下一步研究工作与方向进行了展望。