网络技术的高速发展与广泛应用,不仅为人们的生活提供了较为便捷的服务,也极大促进了社会经济的发展。软件定义网络（Software-Defined Network,SDN）实现了控制平面和数据平面的分离,具备集中式控制与可编程的特点,成为应对当前庞大的网络规模与数据量的有效方式。然而当网络设备遭遇到攻击或发生故障,若不能及时恢复则会造成严重后果。因此,在SDN发生故障后维持其关键功能不受影响或以较低代价恢复网络功能,将有利于提高SDN可生存性。本文就SDN控制层中控制节点故障恢复的控制器部署问题和数据层中交换机易发生流表溢出问题进行研究,主要工作如下:（1）针对SDN运行中控制器发生不可恢复故障的问题,从控制器部署角度设计了一种考虑在广域网中控制器节点故障恢复的部署方案。本方案第一阶段先后使用Canopy与K-means聚类算法将网络拓扑划分为多个子网络,进而采用改进的粒子群优化算法以确定控制器节点;第二阶段则在网络运行中master状态控制器发生不可恢复故障时,采用基于熵权与PROMETHEE-II的控制器挑选算法确定故障域中需改变为master状态的理想控制器,从而恢复master状态控制器故障。（2）针对SDN交换机易发生流表溢出问题,设计了基于SM-PEPA的软件定义网络流表溢出缓解机制。采用SM-PEPA对SDN的数据包处理过程进行数学建模分析,以获得交换机的流表存储空间阈值η₁及流表缓存阈值γ₁;其次采用熵权多目标决策确定理想的近邻交换机进行流表溢出缓解,并根据决策结果设置待下发流表。（3）针对与发生流表溢出的交换机相连接的控制器负载较高的问题,设计了基于控制器负载的线性限速方案,从而使缓解流表溢出时控制器负载处于较合理的水平。（4）针对网络中数据包速率不断变化导致在阈值上下波动的问题,这将使相关算法不断开启与关闭,从而消耗大量控制器资源,故规定连续三次均不小于阈值时有效。通过对上述方案进行对比实验,实验结果表明所设计的相关方案在master状态的控制器发生故障后以较低的时延、较高的负载均衡率恢复故障域的网络功能;在SDN遭遇相同的较大数据流时在维持网络执行正常任务的时间更长,控制器负载增长幅度较小。因此,所设计的相关方案提高了SDN的可生存性。