随着网络技术的不断进步,数据中心可以为多种网络服务和应用提供平台,已经成为支持数据存储的有效结构。同时,随着云计算的提出和发展,数据中心网络在未来也必然会变得越来越重要。但随着数据中心内部的通信业务增加和网络传输的线速率持续增长,网络交换机不仅需要每秒尽可能多的处理查表操作,而且需要每秒在越来越大的流表中进行越来越多的查找操作,因此,数据中心网络交换机的查表转发机制正面临着新的挑战。传统的基于硬件的交换机的查表转发机制无法支持较大的表项,而且可扩展性较差,而基于软件的查表转发机制也存在着性能的瓶颈,虽然研究人员已经提出了各种解决方案,但是这些方案却存在着各自的缺陷。而本文提出的查表转发机制可以在一定程度上弥补上述缺陷,这种机制使用硬件处理并且缓存数据包而软件查表,同时,本设计实现了基于这种查表转发机制的数据转发设备的硬件平台。本文通过FPGA实现了该硬件平台,FPGA型号为Xilinx的7K325T。在实现过程中,采用了基于PCI Express总线的高性能DMA技术和10Gbps以太网接口技术。本设计取得的主要成果有:设计一种支持大规模流表、可扩展性和通用性强的10G网络交换机查表转发机制,并根据该机制对硬件部分功能的需求进行了PCI Express DMA控制器的设计以及万兆以太网MAC层的设计,使其可以支持10G速率。在具体实现过程中,首先进行代码的编写,然后进行功能仿真验证各模块功能的正确性,最后进行实际的下板测试,主要验证了本设计的延迟以及传输速率。