命名数据网络（Named Data Networking,NDN）中以内容为中心的包转发逻辑不同于当前IP协议栈。传统的网络设备无法实现NDN转发功能,也无法满足期望的网内缓存和移动性等需求。因此,实现以内容为中心的转发功能,优化NDN网内缓存性能,部署NDN实际网络应用是至关重要的。可编程数据平面技术及配套平台的出现,允许研究人员自定义网络协议和转发功能。这种灵活性和可扩展性能够快速实现以内容为中心的报文转发逻辑,实现NDN网络的大规模部署应用。因此,基于可编程数据平面的命名数据网络实现是当前学术界与产业界的研究热点。然而,针对可编程硬件转发平台卸载NDN网络应用仍面临诸多挑战,具体表现为:（1）可编程交换设备没有过多的内存空间缓存数据,导致NDN网内缓存技术无法实现的问题;（2）传统的缓存策略易造成冗余,使本就有限的缓存空间更加紧张,导致NDN网内缓存性能受到限制的问题;（3）NDN不同于传统网络的命名方式以及路由转发过程,导致实际的网络服务应用难以部署实现的问题。因此,本文基于可编程协议无关报文处理技术（Programming Protocol-independent Packet Processors,P4）实现和优化NDN关键技术,对NDN网络进行实际部署应用。本文的研究内容及主要贡献如下:（1）基于可编程数据平面的NDN缓存部署方案针对“可编程数据平面内存不足以支持NDN缓存实现”问题,设计了一种基于可编程数据平面的NDN缓存实现方案NFD.P4,将缓存功能移植到NFD缓存服务器。在可编程转发设备内申请寄存器数组空间作为CS表,通过缓存表记录本地缓存情况。缓存空间通过设置缓存端口,将需要缓存的内容转发至NFD缓存服务器实现对内容的缓存。从数据面的角度来看,可编程转发设备仅记录缓存状态,并没有实际的数据存储,存储的数据被转发至提供缓存的缓存服务器。实验结果表明,通过可编程网络设备可实现NDN网内缓存,使用NDN缓存技术将包请求响应时间减少了 60%左右,降低了网络的负载,验证了 NDN缓存的有效性。（2）基于可编程数据平面的NDN动态缓存放置策略针对“有限的内存空间限制NDN网络性能”问题,设计了一种区分缓存内容的NDN动态缓存放置策略。根据不同内容对QoS的不同需求,对请求内容进行分类。基于内容流行度和节点间的缓存协作信息计算缓存概率,平均内容流行度请求差值使用P4中提供的寄存器存储记录,根据缓存空间占用状态设置缓存阈值,与缓存概率进行比较,确定是否缓存该内容。在可编程数据平面设置缓存端口,当缓存策略判定内容需要缓存时,将输出端口设为缓存端口,转发至缓存单元对其进行缓存。实验结果表明,与传统的缓存放置策略相比,本文所提出的方案使缓存命中率提高了 3倍左右,平均时延减少了 5%-18%。（3）基于可编程NDN的地理位置内容推送应用针对“如何基于可编程数据平面NDN平台实现实际的网络服务应用”问题,选择地理位置应用服务,提出一种NDN面向地理位置的内容推送的路由转发机制。设计了地理位置编码方案,在包中添加地理位置标识和信息字段。通过将地理位置信息与NDN中的内容名称结合起来,支持面向位置的多源信息采集请求;基于NDN中的广播自学习,设计提出面向地理位置区域的自学习路由机制,从而满足多源数据采集。设计面向地理位置区域的路由计算算法,实现NDN面向地理位置的网络服务应用。实验结果显示,基于可编程的NDN网络可应用于地理位置的内容推送,实现了 NDN网络的实际部署应用。