随着互联网的高速发展,网络用户规模急剧膨胀,传统网络的静态架构、管理方式与各种应用的动态发展趋势越来越不适应。软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)作为一个新型的网络体系架构,由于其易管理、可编程的特性,解决了传统网络中网络设备复杂、配置困难等问题。典型的单控制器软件定义网络虽然能够在继承SDN特点的基础上实现网络构建,但是单控制器网络存在一些难以克服的固有缺陷:一是单点故障问题;二是网络的可扩展性问题。因此,业界提出了多控制器架构下的控制体系,该架构通过两个方式解决了控制器的单点故障问题:首先在故障发生时,通过相应的检测机制定位故障控制器;其次是将故障控制器下的交换机重分配到其他控制器上。但是以上两个方式存在以下问题:首先,现有的故障检测方式无法快速定位故障且检测点不可靠;其次,现有的交换机重分配方式过于粗放。因此,本文具体研究内容如下:第一,在故障检测方面,针对目前多域SDN控制器故障检测点单一,采用固定超时时间间隔等问题,提出一种基于灰度预测的故障检测算法;在检测方式方面,采用环形的检测方式保证了多个故障检测点的可靠性;在检测算法方面,针对于网络的动态变化采用了自适应的预测方式对以往的消息进行记录,并预测下一次消息的到达时间、设定门限值。仿真验证得知,本文所提出的算法能够快速的故障定位,并且也保证了检测点的可靠性。第二,在交换机重分配策略方面,提出一种基于失联度的交换机重分配策略。该策略主要分为三部分:首先针对于控制器发生故障之后,通过控制器的负载、待重分配交换机与控制器之间的最短距离以及交换机在重分配过程中的失联度作为重分配的衡量指标建立相应模型;其次对模型的目标函数按不同的映射方式进行计算选出其中最优结果;最后得出交换机与控制器重分配的映射矩阵,即对交换机进行重分配的结果。仿真验证得知,该策略能够使得整体故障域中交换机能够较快获得流表,同时降低了重分配后交换机到控制器之间连接发生故障的概率。