网络传输需求的快速增长推动着路由交换技术不断朝着高吞吐、大容量、可扩展的方向发展。近年来交换结构的研究热点集中在缓冲交叉开关与多级互连结构。由于具有分布式交换的特点，这些结构与传统集中式调度相比具有更好的可扩展性。然而在大容量多端口交换系统中，线卡与交换核心间的信号传输延迟使得基于缓存空盈状态反馈的流控调度技术受到很大质疑。认为基于位率的缓冲交叉开关交换结构具有更好的性能可预测性与结构可扩展性。位率交换结构以基于位率的调度器为核心，不仅可以支持位率保证业务，而且可以通过带宽管理器获得位率信息后支持尽力而为业务。本论文以一种均匀位率交换结构sBUX为基础，围绕可扩展位率交换结构，研究了基于位率的多级分布式调度器和带宽管理算法的设计与分析问题。　　 基于位率的调度算法是整个结构的核心。在传统Clos结构基础上，以缓冲交叉开关为模块，构造出一种三级互连交换网络sNET。sNET的最大特色是充分利用了均匀调度与分布式交换的优势，突破了单级模块端口集成度的限制，在保持系统内部缓存队列具有常数上界的同时，实现了具有100％带宽利用率的大容量交换。此外，通过研究sNET在参数变化时的特例情形，不仅得到了新的两级交换算法，而且使三级结构与负载平衡两级交换、并行分组交换等建立了深刻的联系。　　 位率信息的获取依靠的是带宽管理器，它的好坏直接影响着整个系统的性能。为度量带宽管理效率，首先定义了100％理想吞吐的概念，并证明了基于总到达甲均的带宽管理器具有该性质；这意味着当与具有100％带宽保证的调度器结合时，系统可以提供有保证的交换吞吐率。同时提出了新的比例叠代带宽分配策略。通过理论分析与仿真实验，不仅发现了最大流算法的缺陷，而且确认了两种新分配策略均可以实现几乎100％的实际吞吐率。　　 最后，在均匀调度技术的相关研究中，找到了两种进一步降低算法复杂度的新方法应用在缓冲交叉结构下。在保证带宽利用率的前提下，不仅保持了交叉节点缓存大小的常数上界，而且实现了常数或近似常数时间的快速位率交换。