随着网络技术的高速发展,互联网已经成为日常生活和文明进步中至关重要的部分,且由于光通信技术的普及和应用,链路传输速率已不再是制约网络技术性能提升的瓶颈,而网络查找和转发的性能则成了信息互联的关键影响因素之一。SDN(Software Defined Network),软件定义网络,是一种控制平面与数据平面相分离的新型网络架构,这种理念的提出使网络中的集中控制和管理更加高效,其软件可编程的特性也使得网络设备对数据包的处理的灵活性得到大幅度提升,促进了网络虚拟化的发展。在SDN的核心协议OpenFlow中,查找过程以流表作为依托,根据多协议多字段表项进行查找。本论文的主要研究内容包括:首先对现有的高速查找算法进行了调研和分析,结合基于最长前缀匹配的Trie树路由查找方法和OpenFlow交换机中流表查找的形式和要求,提出一种基于Bloom滤波器和改良Trie树算法的精确查找方法。一般的OpenFlow交换机大部分都采用TCAM高速硬件查找结构,但TCAM具有功耗较大且费用昂贵的缺点。Bloom滤波器是一种节省资源且简单高效的查找结构,其丰富的衍生结构能够应用到多种场景中完成不同的功能。本文提出的方法主要包括片上Bloom滤波器结构和片外存储器Trie树路由表两个部分。在片上设置Bloom滤波器旨在为了减少一次成功查找所需的片外访存次数。通过合理设计Bloom滤波器的规格和参数,能够使Bloom滤波器克服误检概率而使片外访存的次数降低到一次。计数器Bloom滤波器与Trie树衍生算法结合,不仅能提高查找效率,而且能够实现实时增删表项节点、动态更新的功能。并行Bloom滤波器与Trie树算法结合,能够完成对多流表多字段的查找任务。本文也根据OpenFlow流表的形式和SRAM器件特性设计了适合流表查找的多字段查找表,并完成SRAM控制和读写模块的设计和验证。本文完成了基于Xilinx FPGA芯片的SDN交换机系统结构及主要功能模块的设计,并进行了详细的分析验证,能够为之后相关的SDN交换机的实现工作提供参考。