软件定义网络(Software Defined Network, SDN)因其控制与转发相分离的特性受到业界的广泛关注。控制层面作为连接网络应用与底层数据转发设备的桥梁,在SDN网络中不可或缺,其性能优劣直接影响到整个网络性能的好坏。在广域网等大规模网络中部署SDN时,单个控制器存在容量瓶颈、单点失效等问题,控制层面的性能难以得到保障。多控制器扩展方案是解决该问题的有效途径之一,该方案下的控制器部署问题直接影响到控制层面的网络性能。现有文献对控制器部署问题的研究多为优化可靠性、时延、弹性等单一网络性能,忽略控制层面的整体性。本文综合考虑控制网络时延和可靠性两种性能指标来研究控制器部署问题。首先,建立一种基于网络元件故障概率的网络可靠性评估指标——节点不可达百分比期望值,定量表示网络可靠性能。然后,综合考虑时延和可靠性,提出一种基于时延约束的高可靠性控制器部署模型,并通过遍历时延约束优选出在控制网络可靠性最优的情况下,时延指标最优的解。最后,由于上述模型的复杂度高,仅适用于中小规模网络,本文提出一种基于模拟退火的多控制器部署算法来解决大规模网络中的控制器部署问题。通过在SNDlib中多个不同规模的网络拓扑上分别对上述模型和算法进行仿真,验证了其有效性。结果表明,在多数情况下,本文所提出的模型及算法可以在保障控制网络可靠性最优的情况下,有效降低控制路径的传播时延,这对广域网等大规模网络中控制层面信息的可靠高效传输具有重要的参考意义。