软件定义网络(SDN)实现了网络设备转发和控制分离架构。控制平面需要通过南向协议向数据平面下发流规则控制网络数据包的转发。但是由于南向协议是不可靠的,SDN数据平面并不会实时地向控制平面汇报自身状态,将会出现控制平面的规则和数据平面的规则不一致的情况,导致网络出现故障。本文针对SDN中出现的控制平面和数据平面的规则不一致的问题,研究了验证SDN数据平面与控制平面规则一致性的相关技术,提出了利用向量和矩阵乘法验证控制平面和数据平面的规则一致性的算法,设计实现了验证SDN控制平面和数据平面规则一致性系统。实验表明该系统能够正确验证出SDN控制平面与数据平面出现规则不一致的情况。本文主要的研究内容和贡献如下:针对软件定义网络中存在的控制平面和数据平面规则不一致的问题,研究了基于标记真实流量数据包和基于探测数据包验证规则一致性的技术,并对以上技术的优缺点进行了总结。本文提出了基于向量和矩阵的乘法运算验证SDN控制平面和数据平面的规则一致性。首先,控制器通过矩阵生成算法为每个交换机生成矩阵,能够确保边缘交换机到任意交换机节点路径对应的矩阵连乘结果不同。当交换机对数据包进行转发时,边缘交换机随机生成一个二维向量并将二维向量上报给控制器,同时将二维向量和矩阵的运算的结果插入数据包头部。当被标记数据包在SDN网络内部转发时,数据包中存储的二维向量和交换机矩阵相乘,更新二维向量。当被标记数据包离开SDN网络时,对应交换机提取出数据包头部中的二维向量,将对应信息上报给控制器。最后通过与控制平面的计算二维向量结果进行对比,验证控制平面与数据平面的规则是否一致。实验结果表明该算法能够有效地验证控制平面与数据平面地规则一致性。基于向量和矩阵运算验证规则一致性的算法设计实现了 SDN控制平面与数据平面规则一致性验证系统。实现了信息路由模块,标签计算模块,拓扑管理模块,矩阵生成模块,矩阵下发模块,验证模块并且通过实验测试验证了系统功能,可以有效验证出SDN控制平面与数据平面规则不一致的问题,同时在数据平面对数据转发的延迟影响很小。