随着网络业务量的快速增长,网络运营商不断加大服务器和存储设备部署密度,数据中心网络节点和链路呈指数型增长。在传统网络体系结构下,由于网络管理和网络物理拓扑的紧密绑定关系,网络设备增加,网络复杂度必然增加,网络管理变得越来越困难,这严重制约了网络服务质量的提高。软件定义网络(software define network,SDN)是一种新型的网络架构,它通过将网络设备控制面和转发面的解耦,提供对交换机直接集中式的编程能力,通过对网络进行抽象,屏蔽底层复杂度,为上层提供简单、高效的配置与管理。同时,SDN控制器可以实时获取全局网络的拓扑信息、状态信息以及应用需求,能够方便地为网络流选择较优路由路径。目前,探索基于SDN的数据中心网络路由算法是业界的研究热点,尤其是深入开展有效解决网络负载均衡和网络能耗问题的研究具有重要意义。论文在SDN架构及其实现协议—OpenFlow的基础上,从数据中心网络流量特征研究入手,以SDN架构的集中控制编程为技术路线,针对网络负载均衡和网络节能两个重要问题,设计了具体的路由算法,完成的工作如下:(1)论文针对数据中心网络流量的大小流特征,设计了一种基于SDN的流分类的动态负载均衡路由。首先,通过OpenFlow协议收集网络的拓扑结构、交换机负载等信息,动态地为流选择路由。然后,只针对潜在大象流进行检测,减轻控制器开销。最后,对大象流进行重路由,为其选择最大用带宽路径避免碰撞。论文在Fat-Tree拓扑下对两种流量模型进行了仿真实验。结果表明:与传统的ECMP和Hedera动态规划路由方案相比,论文提出的路由方案能够提高网络平均吞吐量和负载均衡性能,在核心交换机上负载分布更加均匀。(2)论文针对数据中心流量具有明显的昼夜模式特征,提出了链路利用率约束的节能优化问题,并设计了一种基于SDN的带宽感知的节能路由。该方案在满足网络连通性和网路最大链路利用率约束条件下,通过休眠合适的交换机和链路,将流量集中在尽可能少的链路上,实现节能目标的同时,使网络负载均衡,避免网络拥塞。论文在Fat-Tree和BCube两种拓扑上对随机流量模型进行了仿真实验。结果表明:该算法在不同的能耗值和不同的拥塞阈值之间进行平衡,网络能耗降低的同时网络中负载分布比较均衡;在低负载时,该方案在节能效果上较好,与弹性树方案的贪婪算法相比,提出的节能方案节能效果更佳。