随着宽带通信技术的发展,特别是DWDM 技术的成熟,网络的可用带宽不断扩展,链路的可靠性不断提高,原有的协议已经不能很好的适应这一发展趋势。此外,随着用户对网络资源需求的日益多样化,为了更好的满足用户的需求,也需要改进现有的网络体系和协议。目前,实用的网络体系结构都是层次结构,TCP/IP 是目前互联网所使用的主流技术体系。由于最初的TCP/IP 协议栈本来就是为了窄带文本数据而开发的,为了适应宽带传输的要求该协议在原有的基础上不断的进行修改。而与此同时很多针对网络体系结构的研究也不断展开。本文介绍了一种新型的网络体系结构——服务元网络体系结构,简要分析了服务元网络体系结构的特点,节点模型,服务元的定义以及提供的服务等。并引出了微通信元系统架构,这是基于服务元网络体系结构的第一个网络系统。在此基础上,本文重点介绍了微通信元系统架构中,NIC 服务元的设计与实现。本文详细阐述了NIC 服务元的设计与实现,并且在此基础上对其功能进行扩展,在其内部添加了保障QOS 的机制,通过优先级的排队和通信量整形的方式,跟其他服务元一起为整个网络提供更好的QOS 保障。此外本文还提出在NIC 服务元中实现主机安全的方案,并开展了一些研究和设计工作。最后通过分析测试结果,探讨微通信元系统架构特别是NIC 服务元的特点,并对下一步工作进行展望。