当前,随着软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网络功能虚拟化(Network Functions Virtualization,NFV)研究的深入,使得网络虚拟化技术可以不再基于物理网络设备,网络设备虚拟化、链路虚拟化和虚拟网络进入迅速发展的时期。本文介绍了网络虚拟化的背景和原理,并以虚拟交换机技术为主要研究对象。通过对虚拟交换机其中一种主要实现方案OpenvSwitch(OVS)的研究,我们发现在当前存在大量数据交换的网络中OVS的转发性能已经成为网络进一步扩展的瓶颈,我们对此问题进行了分析并提出了解决方案。本文首先解析了 OVS中的主要概念,对其内核态部分的工作原理进行了研究分析,对现有的转发效率进行了测试和评估。然后我们从Linux系统的网络子系统开始对OVS收发报文的机制尤其是使用VXLAN的网络环境的报文收发机制进行了分析,并在分析结果的基础上提出了我们的加速方案。该方案是通过FPGA硬件板卡的帮助简化OVS内核态模块的功能,将其中最为消耗时间的流表查询功能下放到硬件当中,利用硬件计算和查询速度上的优势实现OVS的加速。经过实验验证,OVS的加速效果有较大的改善。此外,我们还对加速方案进行了详细的设计和总结,尤其是内核态及驱动部分的软件实现进行了详细的表述,包括代码的整体架构、模块分析、通信协议等,同时对主要的代码优化方案和今后可能的优化方案进行了分析。最后我们对OVS加速方案的测试方法进行了较为详细的表述,并对原OVS转发效率和加速后的测试效率进行了对比和总结,并对未来的发展趋势进行了分析。