层次式交换网络是一种适应下一代互联网的基于IP交换的新型网络体系结构，它按照层次构造网络拓扑，地址空间与拓扑结构严格匹配，以交换代替路由，克服了现有Internet的网络结构无序、通信路径不确定、IP地址结构无序、难以实现服务质量保证、网络可管理性差、网络设备越来越复杂昂贵和高速转发路由瓶颈等问题。层次式交换网络的基本协议标准已经制定，原型系统已经在X86平台上实现，验证了层次式交换网络在理论和逻辑上的正确性；同时，层次式交换网络的基本转发功能已经在网络处理器平台上实现。网络处理器以其独特的高并行度、灵活可编程的体系结构，能够很好地满足高速处理的要求，利于层次式交换网络的实际部署。但是，该基本实现不能满足实际环境中日益增长的服务质量需求。下一代网络是基于IP技术的综合话音、数据、图像、视频的多媒体业务网络，需要根据不同的业务类型提供优良的、不同级别的服务质量。为此，需要加入服务质量子系统，而IP数据包分类是服务质量功能实现的基础。服务质量的实现，有利于进一步推进层次式交换网络的推广与实施。层次式交换网络研究组已经制定了服务质量基本框架，但是网络处理器平台上尚未实现，本文基于层次式交换网络基本思想并结合Intel IXP2805网络处理器硬件特性，着重研究了层次式交换网络基于网络处理器的服务质量软件系统中IP数据包分类的部分，主要内容包括：　　 ⑴分析了层次式交换网络的分类需求和实现约束，提出基于IP数据包五元组的分类框架，即依据每个IP数据包包头的五元组信息，通过相关表的查找，共同完成规则的匹配，决定执行的动作。　　 ⑵设计和实现了网络处理器上IPv4和IPv6包分类算法。针对IPv4和IPv6数据包特点和分类的异同，利用分类处理框架和相关数据结构，在网络处理器平台，通过微码在微引擎上实现分类功能。　　 ⑶设计实现了数据包分类规则到分类算法中相关的数据结构的转化表示，为分类查找提供了保证。　　 ⑷估算和评价了分类算法的性能和存储空间需求。