随着Internet网络技术的发展，如何合理分担中心站点服务器的网络负载，使多台服务器具有高可用性、可扩展性，并且保证每个访问用户都以最快的速度获得需要的信息，成为网络服务系统面临的关键问题。高层交换技术就是在这样的需求下产生的。 本论文所描述的工作以军工863项目的一个子课题为背景，以目前高层交换技术为基础，参考国外主流的高层交换产品功能，重点研究了具有高可用性、可伸缩性和高性能的高层交换技术及其实现方法。 作者所做的工作，完善了前期工作中设计的四层引擎工作流程；开发了横跨多层新的健康检测机制，确保服务的连续性和高可用性，并实现了带宽管理模块。为了实现对四层引擎和七层决策模块的兼容，设计了新的高层交换体系架构。这个新的架构以迟后绑定(delaybinding)和缓存机制为核心，在交换机中集成了tcp协议栈和迟后绑定规则表。作为对高层决策模块的论证，模拟实现了web决策引擎。这种基于http协议的引擎具有URL重定向和识别持久化连接的功能，可以使服务程序的设计最大限度的独立于后台服务器的物理拓扑结构。采用PC机+Linux操作系统开发平台，通过修改Linux内核中的tcp/ip协议栈完成软件原型的设计。 本论文详细描述了新的高层交换的架构及其模拟实现过程，对设计原理和技术基础进行了详尽的说明。作为快速http头部识别机制，在项目的实现中提出了基于前向预测的状态机识别算法并给出了效率测试的结果。对在项目中使用的算法(如url前缀匹配等)都给出了测试说明和测试结果。测试结果表明，所提出的高层交换技术方案不仅适合项目需求，而且能够解决目前网络服务领域面临的问题。