随着软件定义网络技术首次在计算机网络的提出,近年来已经逐步扩展到光纤网络中,称为软件定义光网络(SDON)技术。SDON实现为各种光层资源统一调度,提供软件编程的方式进行动态控制,满足业务多样化、可扩展性的需求。SDON架构的核心思想是将网络的控制平面与转发平面进行分离、开放的可编程接口和对光网络资源集中控制。随着网络规模的扩大及新型业务的出现,光网络资源需要划分多个子区域,每个子区域具有一定的自制能力,各自拥有独立的单域控制器,单域控制器上层连接多域控制器可以实现整个多域网络端到端的全局控制,实现不同厂商的SDN控制器的集中调度和管理,从而逐渐形成了层次化光网络控制的思想。在层次化控制光网络架构中,各层次控制器之间需要相互协调配合,共同完成集中化的网络控制;另外,控制器北向需要支持业务快速创新,对北向接口的灵活性和可扩展性也提出了较高的要求。所以层次化控制光网络中接口的开放可编程性对SDON技术的发展具有重大的意义。本论文将针对层次化光网络中的接口技术问题展开研究。本论文主要研究了 ACTN (Abstraction and Control of TE Networks)网络架构,对该体系架构下的北向接口、南向接口、控制器间接口分别进行了研究和设计。本论文基于南向接口和控制器间接口,设计协议对比方案,以接口协议对软件定义网络架构下的性能传输的影响为指标,评估并得出结论。基于北向接口,设计北向接口抽象模型,可提供完备北向APP应用,最后设计方案并验证了模型的可行性。本文主要完成的工作和创新点如下:一、针对SDON网络场景,提出了典型的层次化控制光网络架构—ACTN架构,研究了该架构中的控制器及控制器之间的接口。二、基于ACTN架构,针对该层次化光网络架构下南向接口及控制器间接口协议对全局网络性能的影响问题,提出了两种实验对比方案,分别实现了二进制协议和文本协议在ACTN接口上的应用,并完成拓扑收敛功能。实验结果表明基于二进制的PCEP协议相比基于文本的Restconf协议在拓扑更新的首次收敛时间方面,可以获得更好的性能。三、针对SDON北向接口标准参差不齐、无法满足光网络相关APP应用的多样化需求等问题,重点研究了 ACTN架构下的北向开放接口,提出了北向接口抽象模型,实现了可提供完备北向APP应用的北向接口。仿真结果表明,目前SDON网络下的APP应用,包括Topology 应用、Service Request 应用、SSE(Service Scheduling Expert)应用、BOD(Bandwidth of Demand)应用、VON (Virtual Optical Network)应用均可通过此北向接口抽象模型提供支持。