软件定义网络(Software-defined network,SDN)是现代互联网中的一种新兴的网络技术,通过将控制平面与数据平面解耦,驱动网络易于管理和创新演化。SDN的智能体现在一个这样的事实:一个逻辑集中的控制器通过为交换机提供可以决定它的处理数据包行为的规则来管理交换机。由于网络规模的扩展,集中化控制器的可扩展性成为SDN的一个主要问题。部署分布式控制器是处理这一问题的一种很有前途的方法,一个控制器管理网络中的部分交换机。然而由于控制器与交换机之间的静态映射,这种分布式架构会引起负载分配不均。网络负载均衡影响网络的性能,所以解决分布式软件定义网络中的控制器负载均衡问题显得尤为紧要。本文所做的主要研究工作如下:(1)介绍了软件定义网络的研究背景和意义,精细描述了SDN多控制器及控制平面负载均衡的研究现状,阐述了SDN的定义及体系架构,介绍了控制器的体系架构及几种常用的控制器,简要介绍了负载均衡技术及其分类。(2)针对SDN多控制器部署导致的控制器负载分配不均问题,本文提出了一种基于博弈论的负载均衡(game theory-based load balancing,GTLB)机制。该机制首先基于博弈论构建博弈域模型,然后以控制器与交换机之间的时延和交换机迁移成本集合粒子群算法确定目标控制器,并依据节点距离和流请求量来选择迁移交换机,最后根据迁移计时器实现交换机的有序无缝迁移。实验结果表明,GTLB减少了网络的总通信开销,减少了流建立时间,控制器负载更为均衡。(3)在SDN多控制器负载均衡过程中,易出现呆板的选择迁移对象以及迁移冲突的问题。针对以上问题,本文提出了一种基于迁移优化的SDN负载均衡算法(migration-optimized SDN load balancing,MOLB)。该算法分为两个阶段,首先根据控制器负载设定目标函数,基于粒子群算法选择交换机的迁入域和迁出域;然后,在此基础上,计算子域迁移度和交换机有效期,周期化管理交换机迁移过程,从而选取高请求数目的交换机完成交换机的动态迁移。实验结果表明,MOLB算法缩短了流表建立时延,降低了交换机迁移通信开销,资源利用率提高了14.4%,增强了网络的稳定性。