随着Internet上信息服务的内容与功能不断增加，使得服务器的负荷越来越重。如何合理分担信息站点服务器的网络负载，使多台提供相同服务的服务器具有高可用性、可扩展性，并且能保证每个访问用户都以最快的速度获得需要的信息，成为网络服务系统面临的关键问题。第四层交换技术就是在这样的需求下产生的。该技术在交换式硬件体系结构的基础上，不仅依据第二层、第三层网络协议信息，而且根据第四层信息决定数据的传输，能提供线速交换和端到端的性能，对所有联网设备的负载进行细致的均衡调度，可以提供与服务器节点数量、性能成正比的服务能力。在Internet传输的数据信息当中，不同用户或应用有着不同的优先级别，其对传输时间的敏感性也不尽相同，在有限的网络带宽资源条件下，需要我们利用带宽管理技术，合理的管理和使用带宽资源，以更好的满足不同用户、不同应用对数据传输的要求，提供更好的服务质量。 本论文以军工863项目的一个子课题为背景，以前期工作中提出的第四层交换技术方案为基础，参考当前主流的第四层交换产品功能，重点研究了采用带宽管理技术并且具有高可用性、可伸缩性和高性能的第四层交换系统及其实现方法。本文提出的应用了带宽管理技术的第四层交换方案不仅适合项目需求，而且能够解决目前网络服务领域面临的问题。 在前期工作基础上，本课题完成了对原有第四层交换技术方案的改进与优化，并提出了采用带宽管理技术的第四层交换系统框架。该系统针对当前交换式硬件体系结构，采用模块化设计方法，结构合理，有利于系统的开发、维护和移植；采用源地址映射的哈希表存储结构，大大的提高了转发表的查找速度；采用加权最近最少流量算法对后台服务器进行负载调度；实时监测服务器健康状态，确保服务的连续性和高可用性；将带宽管理技术应用到系统中，使系统可以根据不同的策略对交换机的带宽资源进行管理和分配，提高了系统的服务质量。通过修改Linux内核中的TCP/IP协议栈，实现了系统的一个软件原型。 本文在介绍和分析了交换技术、带宽管理技术之后，详细描述了采用带宽管理技术的第四层交换系统的设计和软件原型的实现过程，并给出了测试的实验结果。测试证明，本系统运行稳定，性能高效。