软件定义网络(Software Defined Network,SDN)是一种新型的网络架构。与传统的IP网络相比,该架构将控制层与转发设备进行解耦并将其集中到独立的控制器中。这种改进大大提高了网络的开放性,有利于实现对网络的灵活管理。作为一种新兴架构,SDN仍存在许多尚未解决的技术难题。本文研究了 SDN网络的可扩展性和动态管理性的问题。通过对SDN中数据传输和路径请求的过程进行研究,分析了影响网络扩展性的几个关键因素,并利用仿真对不同控制器部署方案的优缺点进行了对比。为进一步提高网络的性能,本文设计了一种新的控制器和交换机映射关系的局部动态调整方案,并构建模型进行了验证。首先将改进后的Jackson模型应用到SDN网络中,研究了数据包在网络中的传输原理,并且从理论上分析了控制器对数据包的处理时延分布和负载分布情况。利用MATLAB建立了仿真模型,通过不同的请求率和服务率对模型进行了验证。其次,本文分析了多控制器部署中常用的几种算法,例如经典的k-center和k-median,并对这些算法的不足之处进行了改进,设计了新型的去边缘化(DM)算法。DM算法以网络的连通性和稳定性为优化目标进行迭代,在多节点中寻找最优的控制节点组合,并对优化后的部署方案进行了仿真验证。最后,针对网络流的动态变化特性,对静态部署方案进行了改良,研究并设计了基于自适应优化算法的交换机动态迁移策略,使网络能够以较小的代价实现对控制器和交换机之间映射关系的灵活调整,从而适应动态流需求。仿真结果表明,该方案能够实现多控制器的负载均衡,提高控制器资源的利用率。