随着社会经济的不断发展,软件定义联网作为一种新型网络体系架构一直备受人们关注。SDN具有高度的网络抽象、新颖的集中智能和良好的可编程性特点,然而SDN网络仍然避免不了传统网络出现的网络故障现象。作为全网的控制和管理中心的SDN控制器的瘫痪或故障,容易造成全网服务的中断等不利影响。为此,研究SDN网络故障监控和故障恢复技术具有较大的实际应用价值。本文分析了SDN网络体系结构,研究了控制器和SDN交换机的工作流程,梳理了威胁SDN网络的安全性因素,总结了SDN网络故障范围,确定了故障类型。结合了OpenFlow消息类型,从SDN网络数据平面和控制平面两个角度,针对不同的故障类型,归纳出故障监控方法。研究了数据平面主动方式和被动方式两种故障恢复方法,分析了两种方法的优缺点,提出一种主被动方式结合的、面向多个逻辑SDN控制器的故障恢复方法,分析了现有比较成熟的多控制器体系和OpenFlow协议有关多控制器的搭建要求,基于主备控制器模型,实现了面向多个逻辑SDN控制器故障恢复方法。本文使用Big Switch Networks公司核心的企业级控制器Floodlight和OpenvSwitch软件交换机,采用物理实验设备和仿真软件Mininet模拟,结合Wireshark和Iperf等测试工具,对SDN网络故障监控和恢复进行测试与验证。测试结果表明,相关的功能模块可以实现对这些故障的监控和恢复。