随着网络的飞速发展,现有网络规模日益膨胀,网络的管理、监控变得越来越困难,传统的网络架构已经无法满足当前网络对网络管理的需求。近年来,有关下一代网络架构的研究如火如荼,提出了许多新型的网络架构,以解决网络管理困难的问题,其中软件定义网络SDN(Software Defined Network)作为下一代网络模型的代表,已经成为了未来网络架构研究的焦点。不同于现有网络分布式的管理方式,软件定义网络分离了传统网络设备的转发逻辑和控制逻辑,转而使用控制器对网络进行集中式的管理、控制。软件定义网络集中式的管理方式解决了现有网络功能复杂、管理不便的缺点,有助于加强网络管理,扩展网络性能,打造可编程化网络,指明了下一代网络架构的研究方向。现有网络主要提供“尽力而为”的服务方式,但随着网络的大规模应用普及,网络应用日趋多样化,网络需要为不同应用提供不同服务标准的网络支持。服务质量QoS(Quality of Service)的概念越来越为人们所重视,有关服务质量控制的研究也日益深入。服务质量控制旨在根据应用特征为网络应用提供不同标准的服务。有关服务质量控制的研究中,QoS路由是其中的一个重点,主要实现为网络应用查找满足多个不同服务质量约束参数的数据报文传输路径。而软件定义网络作为下一代网络架构的发展趋势,其架构特征上的QoS路由问题更值得深入研究。本文基于软件定义网络的架构特点,提出了一种基于非线性耦合函数、缩小可行解空间和退火思想的启发式QoS路由算法,并对算法的性能进行了对比研究。首先,深入详细的介绍了软件定义网络的发展历程和架构特点,指出了软件定义网络的优势。接着,着重介绍了有关QoS路由的相关知识,详细分析了现有的若干典型QoS路由算法的思想及优缺点。然后,基于软件定义网络的架构特点,针对现有QoS路由算法时间复杂度高、易局部最优、可移植性差、可扩展性差等缺点,提出了一种基于软件定义网络集中式控制架构的启发式QoS路由算法。算法首先对多个约束参数进行线性耦合,根据耦合后的参数使用类Dijkstra算法进行两次标记,根据两次的标记值简化网络规模,缩小可行解的空间;然后使用非线性耦合函数进行多参数耦合,采用类Dijkstra算法,同时引入退火的思想,进行概率性选点,避免陷入局部最优;同时通过定义迭代次数参数来进行算法时间复杂度和算法性能之间的权衡。最后,本文使用网络仿真软件搭建具有软件定义网络架构特点的网络模型,基于仿真系统进行算法性能的测试。对比其他几种典型的QoS路由算法,本文提出的算法表现出了较高的成功率和比较合理的运行时间,且对于大规模网络具有良好的可扩展性。