随着互联网快速发展,网络应用层出不穷,网络承载的流量及业务越来越多,对网络的可靠性提出了巨大挑战。但网络故障时有发生,严重影响了网络的正常运行,给用户及网络服务商带来巨大损失。研究者对网络故障恢复做了一些研究,主要是基于连通性角度进行网络故障恢复,将流量从故障路径上迁移到恢复路径上来,而没有考虑到网络恢复后的负载均衡,很容易造成新的网络拥塞;而对于流量工程的研究能够做到提高网络资源利用率,减小网络链路最大利用率,使网络流量均衡分布到网络中,但是一般采用预规划的方式对一段时间内的流量进行最优规划,对于网络故障的实时响应不足。随着网络体系结构的研究发展,SDN概念的提出给我们指出了新的思路,我们基于SDN集中式的路由体系结构,提出了面向故障恢复的域内流量工程系统,并提出了相应的在线优化算法MCPF,针对实际网络运行情况对网络中流请求进行规划,使网络达到负载均衡,并且当网络中发生故障时能够迅速针对故障进行路径优化,快速恢复故障并确保故障后的流量负载均衡。本论文的主要工作如下:第一,提出了一种面向故障恢复的域内流量工程系统(FR-TE)结构。针对故障条件下流量工程的优化需求,基于集中控制的思想,提出了面向故障恢复的域内流量工程系统结构。该系统结构通过对网络转发节点上的流量请求进行实时规划部署,使网络流量均衡分布到网络中,达到流量负载均衡的目标。而且采用集中控制思想,减少了分布式系统下复杂的协议交互,能够有效提升网络故障恢复能力,有效支持故障下的流量工程优化需要。第二,基于FR-TE系统结构提出了在线域内流量工程优化算法MCPF,并提出了一种基于链路负载的故障快速恢复方法。针对流量优化问题,本文基于FR-TE系统支持在线的流量优化,提出了一种在线的流量工程优化算法MCPF,该算法基于全局网络拓扑和网络中链路的状态,通过更新和维护网络链路状态达到使流量均衡分布到网络中的目标。本文基于链路负载提出一种快速故障恢复方法,该方法考虑链路负载和网络故障检测之间的关系,通过对低负载链路故障检测时间提前,高负载链路则对其重新优化并预计算链路故障后的处理结果,达到快速故障恢复的目标。第三,设计并实现了面向故障恢复的域内流量工程的原型系统。通过对quagga路由软件进行功能修改和扩展,实现了面向故障恢复的域内流量工程的原型系统,并基于CORE平台搭建仿真测试环境对系统的功能和性能进行测试,充分验证了FR-TE系统的流量优化能力和对故障快速恢复能力。