随着物联网、车联网等技术的出现和应用,以内容为中心的命名数据网络（Named Data Networking,NDN）因其具有的网内缓存、高效数据分发等关键技术,已成为新型网络架构领域的研究热点。TCP/IP协议根植于现有的网络设备,使与IP架构通信过程不同的NDN在实际网络环境中部署存在兼容性问题。可编程交换芯片和高级数据平面编程语言的出现,使网络管理员可以自定义网络协议和转发处理逻辑,提高数据平面的可编程性和报文处理的灵活性,为解决NDN网络大规模部署面临的挑战提供了新的解决方案。然而,在可编程数据平面部署NDN应用仍存在诸多挑战,主要表现为:（1）在路由效率方面,现有的NDN路由转发机制只能查找路径上的节点缓存,无法充分利用路径外的缓存资源;（2）在网内缓存效能方面,常用的缓存策略存在缓存利用率低等问题,易造成冗余传输,使NDN网内缓存效能受限;（3）在数据分发性能方面,由于NDN移动性和实时性较强,需要集中控制器向可编程设备下发大量的控制流表,导致数据分发过程中处理时延增加。因此,本文围绕基于可编程数据平面的NDN性能优化技术,分别在路由效率、网内缓存效能和数据分发性能三方面开展研究,主要工作如下:（1）基于内容传输路径的多径路由策略针对“路由机制无法充分利用网内缓存资源,导致缓存利用率低”问题,提出了一种基于内容传输路径的多径路由策略。记录内容在节点的出/入端口,当相同名称的兴趣包到达时首先向记录的端口路由,查询更多可能存有内容副本的附近节点,降低内容源服务器负载,提高缓存命中率。实验结果表明,采用基于内容传输路径的多径路由策略,平均路由跳数减少了25%左右,网内缓存命中率提高了11%-23%。（2）基于动态流行度和替换价值的缓存优化策略针对“转发设备中有限的缓存空间限制NDN网内缓存性能”问题,提出了一种基于动态流行度和替换价值的缓存优化策略。当数据包返回到路由节点时,节点结合内容的周期请求数计算最新内容流行度,动态调整缓存阈值,存储未来请求概率较高的内容。考虑内容的末次请求时间、流行度和传输代价计算替换价值,将最小替换价值的内容移出缓存。实验结果表明,与传统缓存策略相比,本文提出的缓存优化策略缓存命中率平均提高了11.6%,平均路由跳数降低了46%左右,有效提高了缓存性能。（3）协议无关的按位组播分发技术针对“控制器下发大量流表实现数据分发,导致数据传输时延增加”问题,提出了一种协议无关的按位组播分发技术。按位组播分发技术考虑了NDN原生支持组播的特点,在可编程数据平面的P4程序中定义组播位向量字段,标识数据包返回时需要转发的目标端口。重定义节点的未决兴趣表,使其维持与端口掩码相同的位向量,并在可编程设备中实现两种不同类型数据包的转发处理逻辑。实验结果表明,相较于动态组播技术,按位组播技术大幅减少了流表下发数,相比单播技术的平均响应时延减少了57%左右。