接入交换机是指应用于接入层的交换机,主要应用于:中小企业网、校园网、政务网等接入场景。随着接入场景下业务需求的不断扩大,接入交换机也相应地提供了更丰富的功能。目前市场上的接入交换机种类繁多,除了具有二层数据转发、VLAN划分、广播风暴抑制、二层组播等功能以外,也有一些接入交换机提供对IP路由、DHCP、三层组播、网络管理的支持。但是在一些特殊行业下的接入场景中,要求接入交换机可以提供一些针对特定需求而定制的功能,同时考虑终端设备的升级换代以及未来需求的变化,要求功能可裁剪、可扩展。纵观目前市场上的所有接入交换机,都无法满足这些特定需求。本文的研究背景是:结合课题需求,自主研制一种可应用于特定场景下的专用接入交换机,设备除具备接入交换机的通用功能以外,还支持用户自定制功能的实现,并且未来可根据需求的变化对功能进行扩展或裁剪。本文的主要目标是在分析专用接入交换机系统软件的功能和性能需求的基础上,完成软件总体方案的设计以及网络管理、DHCP、组播功能的设计与实现,并搭建测试环境,验证总体方案设计和各功能实现的正确性。本文首先对专用接入交换机系统软件的功能和性能需求进行了分析,设计了基于嵌入式Linux操作系统的专用接入交换机系统软件总体方案,将整个软件划分为了DHCP、单播路由、组播、网络管理、设备识别五个功能模块;其次,在研究SNMP体系的基础上,结合目前接入交换机的被管需求,开发了SNMP代理软件和SNMP管理软件,并在交换机开发板上对其进行测试,测试结果验证了网络管理功能实现的正确性;然后,根据DHCP协议机制,开发了DHCP服务器程序,并搭建网络测试环境,在Linux操作系统上对DHCP功能进行测试,测试结果验证了DHCP功能实现的正确性;最后,在深入研究IGMP和PIM-SM协议机制的基础上,提出了基于Linux操作系统的组播运行机制,开发了组播协议处理程序,并搭建网络测试环境,在Linux操作系统上对组播功能进行测试,测试结果验证了组播功能实现的正确性。本文工作验证了专用接入交换机系统软件总体方案设计的合理性,为其余功能模块的开发打下了良好的技术基础。