边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)作为自治系统之间的路由协议,主要负责与其他BGP系统交换网络层可达性信息。然而,随着互联网规模与流量的爆发式增长,网络应用日趋复杂,对路由的存储以及计算能力提出了更高的要求,为了更好地解决BGP对等体会话数量急剧增加、路由的猝发更新和间或的路由抖动等问题,本文结合路由并行技术中功能下载的方式,在分层控制器架构基础上,提出了基于SDN分层控制器的分布式BGP协议机制,并对该机制所涉及的相关理论以及技术做出了更加深入的研究。首先,本文介绍了SDN控制器和分布式BGP协议的研究背景以及未来发展趋势,在此基础上对BGP协议工作过程、分层控制器架构设计以及实现过程做了详细的讲解。其次,根据对BGP协议功能模块的分析,基于SDN分层控制器对BGP协议功能下载,提出分层式分布式BGP协议架构,并创新性对路由计算模块中不涉及全局状态的模块也进行功能下载处理,从而提高BGP协议计算与存储的性能,在此架构之上,提出BGP协议分布式处理方案,通过全局控制器与多个本地控制器的交互操作,确保路由协议能够处理更多对等体之间的BGP会话,提高协议的可拓展性。再次,本文提出了分层式BGP协议算法,并根据BGP对等体会话进行划分；然后根据划分算法,对分层BGP协议系统内部进行同步路由信息的削减并实现全局控制器之间的路由同步,随后通过对分层式BGP协议Petri网性能模型的建立、求解以及对更新报文吞吐速率、CPU占用率等数据的测试,对SDN分层式BGP协议系统性能进行评估。最后,对SDN分层式BGP协议系统的对等体会话规模可拓展性、路由更新速率以及路由收敛时间三个指标进行性能的测试,通过与传统BGP系统性能的对比,得出分层式BGP协议系统在可拓展性、路由学习能力、路由高效性等方面都更有优势,更好地证明基于SDN分层控制器的BGP协议分布式架构的优越性。