随着语音、视频等多媒体业务的发展,服务提供商为用户提供了更加丰富的服务。于此同时,网络处理信息也越来越多,服务提供商计费系统对收费用户进行鉴权、认证和计费的工作量进一步加大。为了缓解计费系统压力并能实现均衡多个单板计算机单独处理鉴权、认证和计费工作,在计费系统前端插入一个协议处理单元作为初步的数据包分类系统是一个行之有效的方法。然而,由于协议处理单元需要对经过它的数据包进行4层(传输层)协议解析,并且要保证解析的速度足够快,以适应用户对业务的需求,对协议处理单元的性能有着很高的要求。面对多业务、高处理速度的需求,目前有不少的解决方案,其中主要有基于通用CPU实现、基于专用集成电路实现和基于网络处理器实现这三种。这些方案各有优缺点,基于通用CPU实现的实现最为简单,但是处理速度成为很大的瓶颈;基于专用集成电路的实现处理速度快,但灵活性差、开发周期长;而基于网络处理器的实现位于这二者之间。本文介绍作者在研究生期间所做的关于用网络处理器实现协议处理单元的研发工作。论文的具体结构如下:第一章介绍网络处理器的相关知识,并重点介绍IXP2850的体系结构和功能特性。第二章介绍协议处理单元的概念、架构及其功能。第三章介绍协议处理单元的总体设计,包括控制平面和数据平面的实现框架。第四章、第五章介绍其中会话管理模块和流量统计模块的具体实现。第六章介绍以上两个模块所主要涉及到的数据结构的设计。第七张主要为测试和设计与实现过程中的体会。