Internet从诞生到成为全球最大的数据网络仅经过了数十年的时间,它已经成为全球数据通信的基础,并且从根本上影响了整个人类社会的生活方式.但是随着Internet规模的爆炸性增长以及新的应用需求、传输速度要求,Internet遇到了许多在设计初期所没有预料到的困难.这些困难主要表现在Internet上的路由操作复杂,路由器和交换机日益成为整个网络的瓶颈;难以提供QoS保证:地址空间不足.目前提出的许多基于现有Internet的解决方案并不能够从根本上解决这些问题,反而增加了实现的复杂性.经过分析,我们认为只有对Internet进行根本的变革才能够解决这些问题并满足Internet未来发展的需求.为此,我们提出了一种新的Internet体系结构:层次式交换式网络(Hierachically Switched Network,简称HSNet),该文阐述了这种体系结构的基本思想并重点叙述了HSNet原型的总体设计方案和具体实现.HSNet是一种基于IPv6地址和包格式的下一代Internet体系结构,它的主要设计思想体现在网络的拓扑结构按层次结构构造,网络的地址空间也按层次结构分配,并且拓扑结构的层次与地址结构的层次相匹配.通过拓扑结构层次和地址结构层次的严格匹配,最终达到用交换替代路由,从根本上取消路由表和路由协议.采用这种设计思想,我们可以构建出一个高性能、可扩展的未来网络,同时还能大大地简化路由、寻址.该文首先介绍了现在Internet面临的挑战及当前的解决措施,然后介绍了HSNet的基本设计思想和它的体系结构包括地址格式和网络拓扑结构,并讨论了用逻辑节点域、逻辑链路提高层次树型拓扑结构的可靠性、可扩展性,用短接链路提高树型结构的灵活性.文中对HSNet与现有网络的互操作性和部署等问题也进行了讨论.接下来在HSNet体系结构的基础上,以HSNet的节点域为基本单位,在第三章讨论了HSNet的管理和交换控制过程,并在第四章对HSNet的原型实现做了较为详细的阐述.最后,在第五章对HSNet及其原型实现做了总结,并讨论了对下一步的工作.