信息和通信技术领域所消耗的电能非常巨大，目前已占全球总体能耗的5%以上。并且随着全球网络规模的迅速增长，该比例还在持续上升。路由器是最核心的网络设备之一，其功耗也随着性能的提升而不断增加。针对绿色互联网的研究已经广泛展开。与其它研究方法不同的是，本文通过在体系结构层面上的重设计对核心路由器展开了省电研究。路由器中的线卡被分为网络接口和分组处理两个模块，网络接口用来收发数据，分组处理模块则用来实现路由查找、分组转发等功能。其中分组处理模块所消耗的功耗在路由器中占据统治地位。在负载较低时，整个路由器范围内的分组处理模块的处理能力被各网络接口所共享。通过将整个路由器的负载集中到部分分组处理模块上，并关闭其它空闲的分组处理模块的方法，达到节省功耗的目的。本文对这种低功耗路由器体系结构进行了研究，并命名为GreenRouter，取得的主要成果如下：1.在体系结构层面上重新设计了核心路由器，以实现路由器范围内的分组处理能力的共享。将线卡拆分得到的网络接口和分组处理模块分别称为子板和母板。通过使用一个额外的交换网络，实现了各子板负载对母板处理能力的共享。同时设计了分布式的分发器系统以实现负载从子板到母板的调度。同时本文也对新结构所带来的影响做出了分析。2.提出了基于流片的负载调度策略，在满足性能和服务质量要求的前提下，充分发挥了GreenRouter的省电能力。本文创造性地以流片，而非传统的流为粒度进行调度，在流的乱序率不受影响的前提下，更灵活的实现了负载的分配，从而取得了更好的省电效果和网络服务质量。利用真实网络负载进行测试，GreenRouter在对服务质量影响极其轻微的情况下，能够自适应网络负载波动，并取得显著的省电效果。对于骨干网中典型的平均链路利用率为30%的情况，GreenRouter能够取得约18%的省电效率。3.提出了基于分组的负载调度策略，以更小的代价保证路由器的性能和服务质量的同时，进一步提升了GreenRouter的省电效果。同时，在网络接口的出口处实现重排序，保证了网络服务质量中对乱序率的要求。和以流片为粒度的调度相比，该方法能进一步提升约10%的省电比例。