如今,网络已经成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。现有的网络体系架构庞大而又复杂,随之而来的是网络管理的复杂度增加,对网络进行配置时会频繁出现错误。但随着软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)概念的提出,上述问题有了新的解决方案。SDN网络架构实现了网络中控制平面和数据转发平面的相互解耦。在控制平面和数据转发平面分离之后,通过OpenFlow协议完成两平面之间的信息交互。其中控制平面主要由SDN控制器组成,本文选用轻量级SDN控制器Ryu作为架构中的控制器。数据转发平面对数据包是基于流表实现转发操作的。基于流表的转发机制为SDN提供了可编程性,但是随着网络服务的增多,OpenFlow交换机中的流表规模呈现急剧增长的趋势,导致在交换机有限的三态内容寻址存储器(TCAM)中难以进行存储,这也成为了 SDN网络发展的一个瓶颈。为了适应动态变化的网络状态,简化网络管理工作的复杂度,降低SDN交换机内部剧增的流表项数量,本文设计了支持多级流表的轻量级SDN控制平台。另外,本文在高级网络编程语言NetCore-M的研究基础上,进一步修改NetCore-M语言的语法语义,增加了 NetCore-M语言对多级流表技术的形式化描述。结合网络服务功能组合的研究,基于多级流表技术提出适用于网络服务功能组合的多级流表实现方式,为服务功能链以多级流表形式部署到网络转发节点提供了理论依据。本文提出两种适用于OpenFlow1.3协议的多级流表设计方案。分别提出基于匹配字段间逻辑关系的多级流表设计方案和基于匹配字段具体值的多级流表设计方案。通过多级流表的转化,降低了 SDN交换机内的流表项数量和存储空间,并提高了交换机对数据包的处理效率。另外,针对不同的多级流表设计方案,分别介绍了对应的适用场景。最后本文对支持多级流表的轻量级SDN控制平台进行了系统搭建,分别从多级流表设计、多级流表的自动部署以及数据包查表性能等方面完成平台的系统验证。