互联网用户对数据的内容感兴趣,而并不关心它的位置在什么地方。但是TCP/IP网络依然需要建立端对端的连接进行通信,由于路由节点不具备数据缓存的能力,网络中重复的数据无法复用。基于连接的通信双方位置变化之后需要重新建立连接,移动性支持不友好。通信的数据如果没有应用层加密数据不安全。TCP/IP存在诸多的问题,需要一种设计一种全新的网络模式来解决。命名数据网络(NDN)可以满足以内容为需求的全新的网络模式,有着名字路由,数据缓存,数据包加密等优点,很好的解决了当前TCP/IP网络设计上的缺陷。但是NDN的研究大多关注协议的本身,这种全新的网络在过渡和部署阶段面临着很大的挑战,需要高性能的软件路由可以工作在现有的通用服务器上,避免大规模的硬件升级带来的巨大成本。并本文主要设计并实现了基于命名数据网络的高性能的软件路由,并通过各种优化技术使其可以达到较高的包转发率的性能目标。本文分析了当前硬件平台实现高包转发率的软件路由的性能瓶颈,然后设计了查找算法和实现策略来消除这些瓶颈。针对访存次数较多的名字前缀查找算法,本文提出了二阶布隆过滤器的新颖数据结构以减少对内存访问的次数,使得对于名字的查找在CPU缓存上就可以完成而不需要访问内存;使用基于用户态的网络数据包处理的技术,避免了操作系统内核协议栈频繁I/O中断问题,加快网络数据包的处理速度;同时从微体系结构分析了网络包转发流程中存在的性能瓶颈,然后设计了两种预取友好的数据包预取技术来隐藏DRAM访问延迟,减少CPU流水的停顿;使用多核编程和网卡多队列设计将网络包处理固定在特定逻辑处理器上以避免缓存丢失问题。本文在通用平台硬件上部署了这个实现,并分析了对不同的预取策略,线程数量,转发路由表大小多个方面验证对包转发率的影响。数据结果分析显示该实现在数据包大小为100个字节的情况下,可以实现10Mpps的包转发速率和10Gbit/s线速吞吐量,达到了本文的设计目标。