信息网络的飞速发展,要求有高性能网络设备的支持;而高性能的网络设备要求高的处理器性能。为满足这种需求,处理器的设计需要引入创新的架构思想。多核多线程是目前提高处理器性能的最有前途的技术之一。多核技术在体系结构、软件模型、核间通信技术、操作系统设计、安全性设计等诸多方面存在巨大挑战,同时也存在巨大的潜能。本论文结合当今主流的基于MIPS核的RMI XLR系列多核多线程网络处理器,介绍了多核多线程处理器的基本特点,并探讨了多核路由软件的架构问题。复杂网络设备需要实时操作系统支持,并且操作系统作为网络设备的平台软件,在整个网络软件中具有极其重要的作用。如何使开发的上层商用网络应用软件在不同的系统平台上平滑的运行,增加软件的可移植性就变得尤其重要。此问题的解决可以通过在底层操作系统与应用软件间提供一个逻辑封装层,来屏蔽底层操作系统和硬件的差异;同时接管一部分底层操作系统的功能如内存管理、异常监控等。这就是虚拟操作系统VOS(Virtual Operating System)的概念。本论文探讨了虚拟操作系统的所应该具备的基本功能,同时介绍了在多核环境下的内存管理和VFS文件系统(Virtual File System)的设计实现。最后,探讨了中国在发展多核系统软件方面所面临的机遇和挑战。