随着信息技术的发展,局域网子网间通信业务迅猛增长,而用于进行子网间数据通信的传统路由器因速度慢、配置复杂等缺点,难以满足大量跨子网及虚拟局域网间通信量的要求。而传统的二层交换机工作在开放系统互连参考模型的第二层,不能处理跨子网的数据通信。三层交换机在这样的背景和条件下应运而生,三层交换机工作在OSI参考模型的第三层,它不仅可以处理不同子网间的数据交换而且速度接近二层交换机。为了满足日益增长的对三层交换机的需求,使子网间的频繁通信能够更加快速,华为技术商用计算产品部针对杭州XXX公司提出的需求,开发适用于E6000刀片服务器的以太网三层交换机产品。本文以华为技术商用计算产品部的项目为依托,研制了集千兆、万兆和堆叠端口为一体的以太网三层交换机硬件系统,采用高性能的MCU芯片MPC8349和多类型、高密度端口交换芯片BCM56514构建三层交换机的管理和交换子系统,并对各个模块的详细设计及接口进行了说明。主要研究内容如下：首先,介绍了以太网交换机的研究现状及发展趋势,分析了路由器对处理大量跨子网通信应用的不足之处,阐述了本文的研究意义。通过对OSI参考模型的解析,分析了二层交换机和三层交换机的工作原理,并对三层交换机实现的关键技术及主要特点进行了分析,对本设计所涉及到的以太网接口进行了介绍。其次,设计了以太网三层交换机的硬件系统,包括电源模块、时钟驱动电路、复位模块、CPLD逻辑功能模块、调试接口模块、温度监测模块、风扇控制系统等。第三,研究了系统的抗干扰设计方法,介绍了传输线模型,分析了高速电路中常见的反射及串扰的产生及消除,并结合本文的电路进行了仿真分析,阐述了关键器件和PCB设计中的抗干扰措施。最后,详细说明了以太网三层交换机的硬件测试过程。针对产品进行了功能测试、性能测试及整机测试。实验结果表明本文设计的以太网三层交换机满足了国家标准的相关指标,并已经在杭州XXX公司、华为内部的核心网部门等单位稳定运行一年。