随着Internet的飞速发展,网络的链路速度在不断提高的同时又出现了大量的新协议、新服务,这对网络交换设备提出了很高的要求。传统的网络设备一般采用ASIC或者纯软件的方案实现,很难同时满足速度与灵活性这两方面的要求。为此,一种新的可编程的网络处理器应运而生,它既具有ASIC的执行速度,又具有软件的灵活性,能够在下一代网络中得到广泛的应用。因此,研究、探索网络处理器在通信、安全等领域的应用,就是一件十分重要而有意义的工作。Intel的IXA技术是以网络处理器为基础的一种网络交换架构,本课题正是针对这一技术展开研究的。通过分析IXA的可移植结构以及IXP2400网络处理器的硬件体系结构,在IXP2400上实现了以太网环境下的IP交换的基本功能,并将传统的“存储-转发”模式转变为“存储-处理-转发”的模式,这为复杂的QoS控制和包的更高层次处理提供了可能。另外在设计中还充分考虑了代码的可重用性问题,这对网络处理器的应用具有非常重要的意义。 通过理论上的分析和仿真测试,可以说明本设计在IXP2400上实现的IP交换功能,基本能够满足处理速度的要求,因而对于IXP2400,这是一种可行的应用开发模式,有助于其它高级应用(如QoS等)在IXP2400中的实现。本论文阐述了IP交换在IXA网络处理器中的实现,其内容主要包括三部分:第一部分:主要介绍了本课题选择Intel IXA技术的原因,以及IXA架构、IXA的可移植结构、IXP2400的硬件体系结构等;并结合课题中遇到的问题,分析了其中的一些关键技术;第二部分:主要针对系统的功能进行软件结构及模块设计,并阐述了需要解决的主要问题和整个基本数据通路的实现;第三部分:采用一种新的分析方法,对所设计的整个程序进行分析,并以仿真测试结果验证。