本论文的研究主要分为两部分:第一部分是大容量可扩展交换结构及其调度算法的研究;第二部分是以太网交换机的流量控制研究,结合公司项目,提出解决方案。随着互联网快速发展,网络承载的带宽需求也快速增长。光传输技术波分复用的发展和成熟应用,使得网络传输链路不再是限制网络带宽增长的主要因素,而作为业务节点的交换机、路由器已成为网络性能的“瓶颈”,不仅要提供基于端口的高带宽,而且设备的端口更需要具有不时升级扩展特性,因此设计大容量可扩展性的交换设备在设计下一代网络中占有关键的地位,成为目前国内外诸多学者,技术专家关注的焦点。目前业界对可扩展性交换结构的研究主要集中在多级交换结构,即是把多个交换单元按一定规则连接起来,构成容量更大,端口数更大的交换结构。多级交换结构按照内部连接方式的不同,可分为多种类型。其中的三级Clos结构由于具有很好的扩展性能,是最适宜用于构建可扩展的交换结构。本文首先对交换结构的可扩展性进行了深入的研究,然后基于对Dune Networks公司某交换芯片研究而提出的改进的三级Clos结构的基础上,设计了基于流的调度算法,传统的用于多级交换结构中的调度算法是受单级交换结构调度算法启发,主要的思想是解决图的匹配的问题,基于端口寻求最大连接。目前业界已有不少经典的调度算法,这些算法能够达到较好的性能目标,但也存在一些不足,比如:QoS得不到保证。而基于流的调度算法是按照流的属性给予服务,针对当前网络中业务多样性的特性,调度算法能区分不同的业务,选择服务的级别,给予不同的QoS保证,这正是最近研究的热点。我们通过搭建仿真模型,验证了基于流的调度算法的性能,为构建大容量交换结构及其调度算法提供了一个可行的方案。本文的第二部分是对以太网交换机的研究,是对上海普然通讯技术提出的一个通用问题的解决方案的研究:在以太网交换机中由于存在某一持续时间多个端口同时向一个出端口发送数据的可能,直接的后果是出现流量拥塞,丢失数据包,严重影响交换机的性能,因此针对这个问题,本文提出了动态带宽分配调度入口流的解决方法:在系统外部设计一个独立的调度器,硬件用高速FPGA实现,调度器与交换端口和交换芯片互通,控制出口带宽在各竞争入端口的分配,达到避免拥塞发生和保障一定包转发率与时延性能。在调度方法上相继提出了两种解决方案:一,基于出口缓存调度;二,基于出口带宽调度。同时设计了两种带宽分配算法:一,公平逆序算法;二,公平和流量整形算法。通过搭建仿真模型,验证了方案的可行性。最后,对项目中的关注的更加细致的问题做了分析,给予了参考的方案。本文两部分都采用OPNET搭建了仿真模型,对系统的多个方面进行的仿真验证,对仿真的结果进行了深入分析,为工程实践提供了科学的依据。