集群服务器系统是当前高端服务器系统的主流，广泛应用于科学计算、事务处理及网络信息服务等领域。为提高曙光集群系统的性能，跟踪国际集群系统研究的最新技术，本文作者对与集群系统相关的交换机技术、InfiniBand技术以及网络存储技术进行了研究、设计和实现。 集群服务器系统中，交换机是各集群结点间通讯的关键，直接影响通讯的速度，进而影响整个集群系统的性能。参考Myrinet交换机，参与研究设计了应用于新一代曙光高性能服务器结点间的用于通讯的交换机，包括系统方案设计、FPGA实现等。为曙光集群服务器拥有具有自主知识产权的交换机走出了第一步。 InfiniBand技术是“下一代I／O”和“未来一代I／O”相结合的产物。它是基于以交换机为中心的集群体系结构，实现了点对点传输，单线速度达到2.5Gb／s，最高速度可达30Gb／s，克服了现存体系结构中带宽不够、可扩展性差等缺点。本文首先分析了IBA结构，包括HCA、TCA、交换机、系统管理、包格式、通讯方式等，之后设计了一个在已有Myrinet交换机基础上用于模拟IBA网络结构的模拟器。 网络存储系统是建立在网络存储设备之上的一种高性能、高可扩展的服务器系统。随着磁盘访问技术、互联技术的飞速发展，网络存储已成为存储市场的重要组成部分。本文在分析现存系统缺陷的基础上，设计了一种高性能、可扩展、高可用、可管理的网络存储系统，包括总体方案、模块方案，同时实现了最小原型系统，并对原型系统进行了性能测试和优化分析。对于当前的这种I／O密集型应用，高性能网络存储系统必将加快集群系统中存储设备的访问速度，从而提高整个集群系统的性能。