1、當今互聯(lián)網(wǎng)信息技術高速發(fā)展，傳統(tǒng)TCP/IP體系結構開始面對可擴展性、動態(tài)性和安全可控性等難題的挑戰(zhàn)。由此引發(fā)了未來互聯(lián)網(wǎng)的研究熱潮，研究者開始設計未來互聯(lián)網(wǎng)的體系架構、協(xié)議、算法，以期解決目前互聯(lián)網(wǎng)所遇到的難題。在未來網(wǎng)絡實驗網(wǎng)中，傳統(tǒng)路由器的特點不能滿足驗證協(xié)議算法的需求，可編程路由器的概念因此被提出，并設計應用于網(wǎng)絡體系架構的驗證。
　　 國內外諸多研究機構研究未來互聯(lián)網(wǎng)的同時，針對可編程路由器提出并設計了各自的方案，可編

2、程路由器也因此具備多種特性，如可編程性、虛擬化、高效管理等。本文的研究工作在國家973項目“未來互聯(lián)網(wǎng)性能評估與實驗驗證”的資助下完成。本文針對未來網(wǎng)絡實驗網(wǎng)中如何有效驗證新協(xié)議、新算法的問題，采用數(shù)據(jù)流分析與模塊化設計的方法，研究轉發(fā)機制、擴展機制等可編程技術，并基于NetFPGA平臺進行了應用設計。論文的主要工作和成果包含以下幾個方面:
　　 1)針對如何折中處理性能與兼容未知協(xié)議的問題，采用控制平面與數(shù)據(jù)平面相分離的方式，

3、將控制平面基于Linux軟件實現(xiàn)，數(shù)據(jù)平面基于NetFPGA實現(xiàn)。將大部分數(shù)據(jù)轉發(fā)業(yè)務交由硬件處理，邏輯復雜的操作交由軟件實現(xiàn)。此平臺的選用，能從根本上提供一個高速、易重構的環(huán)境，而轉發(fā)與控制的分離也從基礎上保證了路由器的處理性能與靈活的擴展能力。
　　 2)數(shù)據(jù)轉發(fā)是路由器的重要功能，針對轉發(fā)機制研究可編程技術，使其能夠兼容多種協(xié)議數(shù)據(jù)的轉發(fā)。以傳統(tǒng)IP轉發(fā)流程為基礎對查表轉發(fā)流程進行改進，設計映射轉發(fā)表MFIB，使用精確匹配

4、方式只需進行一次查表過程。保證效率的同時提高了系統(tǒng)的兼容性。同時，針對擴展機制研究可編程技術，在控制平面擴展協(xié)議算法計算MFIB表，采用功能模塊化加命令注冊的方式，使得路由器在管理控制及路由計算上具備良好的擴展特性。
　　 3)從系統(tǒng)結構的角度去分析基于NetFPGA的可編程路由器，設計其運行流程，將研究的可編程技術在控制平面與數(shù)據(jù)平面進行實現(xiàn)，從具體模塊的角度分析了兩種機制的應用。最后搭建真實網(wǎng)絡環(huán)境進行核心模塊的測試，以及整