网络虚拟化技术通过对网络硬件基础设施的资源进行复用,可以以较低的经济成本建立多个虚拟网络。这些虚拟网络可以为有不同需求的用户提供服务,也可以为各种网络创新研究提供真实的部署验证环境,加快互联网的创新进程。虚拟路由器是构建虚拟网络的核心设备,其转发技术的研究对于提高虚拟网络的性能具有重要意义。本文针对虚拟路由器的独立转发与合并转发两种机制展开研究,分别提出相应的路由表(Forwarding Information Base,FIB)压缩与查找算法,取得的主要研究成果如下:(1)针对虚拟路由器独立转发机制中路由表的存储开销随虚拟路由器实例数量的增加而线性增长的挑战,提出路由表快速压缩算法US,通过改变路由表的trie树结构,可将前缀数量压缩到原来的65%。该算法不仅可以保证压缩后路由表在最坏情况下的更新性能,而且可以与大部分现有的路由表压缩与查找算法联合使用。(2)针对虚拟路由器独立转发机制中路由器片内内存容量有限的问题,提出基于最小完美哈希表的MPHL路由表查找算法,将路由表的片内内存占用降到理论最低。克服了最小完美哈希表不支持增量更新的缺点,提出MPHL算法的快速更新机制,平均更新复杂度为O(1)。算法对IPv4、IPv6两种路由表的平均查找复杂度均为O(1)。(3)针对虚拟路由器合并转发机制中现有查找算法速度较慢、支持虚拟路由表个数较少的问题,提出一种基于布隆过滤器的路由表查找算法,实现了查找速度与虚拟路由表个数无关,查找速度接近片外访存速度。在此基础上提出A&E压缩算法,将查找方案的片内内存占用减少1/3。(4)设计实现了支持快速转发的虚拟网络平台MAVIN,提出可对各虚拟网络进行二层隔离的MAC编址机制,与隧道虚拟化机制相比,避免了分组转发时封装解封装导致的额外转发开销。本文对MAVIN平台的转发性能与可扩展性进行了全面评价。