软件定义网络(Software-Defined Networking，SDN)将管理控制功能集中于控制器中实现。为实现高链路利用率等目标，SDN的控制器需要频繁改变数据流的传输路径。但是，在路由更新的过程中，网络中的链路可能会出现瞬时性的拥塞。拥塞会导致丢包与重传，降低原本正常的发送速率，增加传输延迟。因此，设计丢包最少的路由更新策略成为研究热点。其中，最理想的更新策略是能够避免拥塞的。但是，无拥塞的更新过程需要消耗较长的时间，限制控制器进行性能调优的频率，使控制器不能及时应对链路故障等意外情况。因此，在能避免拥塞的前提下，降低更新时间也具有重要意义。
　　现有研究使用最优化工具求得拥塞最小化的路由更新策略。如果拥塞是不可避免的，为使丢包量最小，现有的最优化模型利用链路利用率衡量丢包量，设计的更新策略仍会产生丢包量差异较大的多种情况。为避免更新过程中的拥塞，除利用最优化工具之外，现有研究还提出了基于依赖关系的路由更新算法。但是，当前的算法只对数据流做一次路径迁移，迁移之间会形成较长的依赖链，导致完成更新所需的时间较长。
　　针对发生拥塞的路由更新过程，本文构建了基于流量限制的最优化模型，用流量限制的数值大小衡量丢包量。由于求解该模型是NP-Hard的，本文设计了两步骤的启发式算法MIC(Minimizing the Impairment of Congestion)。MIC的第一步是，确定中间状态，限制发生拥塞的状态转移的次数，建立状态转移序列。MIC的第二步是，针对每一次发生拥塞的状态转移过程，使被限制的流量数值最小。模拟实验结果表明，相比于基于链路利用率的算法，MIC能限制发生拥塞的状态转移的次数，减少89%的丢包量。值得注意的是，MIC能区分数据流的重要性，减少重要性高的数据流的丢包量。
　　在不产生拥塞的前提下，为降低更新时间，本文设计了基于两次迁移的路由更新算法Twin(Two migrations)。Twin首先对数据流进行分段。基于分段后的数据流，Twin构建了更新序列，对位于更新序列中间位置的数据流或陷入死锁的数据流做两次迁移，即先迁移至有空闲带宽资源的路径，再迁移至目的路径。由于路径迁移的耗时会出现抖动，为尽快开启两次迁移类数据流的路径迁移，Twin构建了更新过程中的路径选择机制。仿真实验证明，相比于现有的基于依赖关系的算法，Twin能降低9.8%的平均操作时间，且所需的计算时间更短。值得注意的是，当分段方法的作用减弱时，Twin的性能的下降幅度要小于现有的算法，表明Twin具有更广的适用范围。
　　MIC能减少链路拥塞导致的丢包量，避免路由更新使原本正常的发送速率产生不必要的抖动。同时，MIC能减少数据包重传，降低传输延迟，避免路由更新对时延敏感型应用造成损失。Twin能减少无拥塞的路由更新过程的更新时间，支持SDN控制器进行频繁的网络管理操作，使SDN控制器能对链路故障等意外情况做出迅速反应。