Internet的规模迅速扩大，业务种类越来越多，对网络带宽的需求不断上升，但路由及数据分组转发技术却滞后于Internet的发展。路由器已经成为制约Internet高速发展的主要因素。路由表作为路由器的一个核心部件，其查询速度对路由器的性能有至关重要的影响。目前，路由查表速度已经难以适应不断增长的链路速度和路由表的增长速度。为了实现负载平衡以及策略路由，路由表中保存了相当数量的具有多个下一跳的路由表项。多下一跳路由的存在是Internet路由表的重要特征之一，它增加了路由查找方案设计的复杂度。研究人员已经提出了很多路由查找算法，但普遍都是针对单一下一跳路由的方法。本文主要是围绕如何快速查找具有多个下一跳的路由展开的。 论文分析了当前路由器的应用以及发展趋势，进而对影响路由器性能的几个方面进行了归纳，总结了路由查找面临的问题及难点，介绍了现有的高速路由表查询算法，并对它们进行了详细的研究和比较。在此基础上提出了基于TCAM的多下一跳路由的并行查找方法。该方法采用前缀扩展技术，减少了前缀长度种类；使用多个TCAM芯片并行查找，提高了查找速度；调整表项数据结构，使得表项阵列免排序；循环往复查找，充分利用了TCAM资源。为多下一跳路由查找提供了一种新的解决思路。 按照方法的设计思想，通过VHDL+FPGA在Modelsim平台实现了功能仿真，完整再现了方法的路由更新和匹配查找过程。在更新过程中，对前缀需要扩展、前缀无需扩展和多下一跳路由的更新进行了模拟。查找过程中，对单一下一跳及多下一跳路由的查找都进行了仿真。测试结果表明：该方法各模块的设计在速度和资源利用方面均达到了要求，在功能上也满足了对路由更新、查找的需要。 在总体设计与仿真实现的基础上，对其匹配结果的正确性进行了证明。并且对前缀扩展实施中的步长选取问题进行了研究，给出了扩展前缀情况下最优步长的选择公式，通过程序计算选定扩展步长及采用TCAM芯片的个数。针对路由更新问题，与传统路由查找算法进行了性能比较分析。 论文最后对本研究进行了总结，并指出继续研究改进的方向。