随着因特网从20世纪90年代初期开始快速增长，人们对整个网 络的传输带宽和交换性能要求越来越高。在传输方面，由于光器件技 术的突破产生了DWDM等技术，使得长途链路的带宽有了质的提高，商用化的光接口链路速度现在已经达到OC-192即10Gbps；而在交换方面，作为网络互联最主要设备的路由器却逐渐成为瓶颈之一，因为 传统的路由器采用了单CPU、共享总线的硬件架构，在性能上存在 着诸多瓶颈，使得在对IP分组进行转发时无法满足高速链路的线速 转发要求，因而在吞吐率、丢包率以及时延方面的性能表现难以保证 服务质量。 需要对高速路由器的硬件架构进行重新设计，才能不断满足链路 带宽提升之后进行线速处理的要求，并给予用户以满意的服务质量。 同时，作为路由器不可缺少的一部分，网络接口部分从原来的低速广 域网口到现在的ATM口、高速POS口，一直在经历着技术的革新和 速度的提高，而分布式架构的路由器也把越来越多的处理能力分布到 网络接口，因而对网络接口技术的研究和实践也是我们对高速路由器 进行研究的很好的切入点。 我在论文中首先从性能瓶颈的角度分析了高速路由器硬件体系 的三代演化架构，把Juniper公司的核心骨干网路由器M40的硬件架构作为一个实例进行了分析，并把它和Cisco公司的GSRl2000路由器作比较，从而得出了我自己的高速路由器的通用硬件架构模型，同时对今后的基于网络处理器的高速路由器作了展望。 然后，我着重讨论了两种主要的路由器网络接口：ATM和POS，因为它们是现在骨干网路由器中普遍采用的高速接口。我主要从这两者的成帧方式和封装IP分组的效率上进行分析，得出了在典型因特网IP分组长度分布的情况下这两种技术的封装效率值，并对结果进行了比较。 最后，我设计和实现了一个高速路由器上使用的基于PCI总线的155M ATM 接口。在论文中我主要介绍了该网络接口的硬件设计方案。通过实际的网络调试我总结出了ATM网络接口进行数据收发的具体过程。最后在实验室的HSAR路由器以及Windows2000的主机上对ATM接口作了功能和性能测试，对测试结果进行了分析，并将它和FORE公司的同类型ATM接口作了横向性能比较。同时对该网络接口的总线效率进行了分析，并介绍了我在硬件上为了降低干扰而采取的具体措施以及调试中碰到的问题及解决办法。