软件定义网络SDN(Softwar e Defined Networking)是一种由软件定义数据流的新型网络架构,占据了下一代网络互联系统研究开发的重要地位。SDN理论研究成果得到日新月异的发展,支持SDN的OpenFlow交换设备虽已开始商用,但仍有待完善的问题。OpenFlow交换机分组动态缓存问题、隧道技术应用带来的分片重组问题及Set-Field动作执行扩展实现问题还没有得到很好解决。本文面向OpenFlow交换机提出了动态共享分组缓存技术DSPC(Dynamic Shared Packet Cache)。该技术利用硬件对存储器块地址进行动态地分配与回收,将分组缓存、分组的重组与分片、分组封装与解封装及Set-Field动作执行功能统一集成到存储器内完成,优化了结构,实现了数据共享。本文的主要工作和创新点包括:1)针对传统OpenFlow交换机通过软硬件结合技术存储分组而导致开销大,隧道技术应用带来的分片重组实现困难,流表匹配后的动作执行还不够完善,对分组的处理能力弱等问题,提出了动态共享分组缓存技术DSPC,该技术基于FPGA实现,应用于OpenFlow交换机,可重构性强。2)对DSPC关键技术进行了深入研究。DSPC将分组缓存、动态地址管理、重组与分片、Set-Field动作执行等功能通过共享存储技术组合优化设计,解决了IP碎片因非首片无传输层头而导致匹配失效和静态地址管理开销大的问题,优化了硬件结构。3)基于NetMagic Pro的用户模块UM实现了DSPC的原型系统,并验证DSPC的各个应用功能,功能验证符合设计要求,验证结果与理论分析一致,证明了DSPC功能的正确性。综上所述,本文针对传统OpenFlow交换机存在的问题,提出了OpenFlow动态共享分组缓存模型——DSPC。本文研究成果对OpenFlow交换机具有一定的实用意义和参考价值,其设计与实现促进了未来网络体系结构创新的环境,对支撑SDN网络技术创新具有重要的意义。