为了应对不断扩大的应用规模并提供更好的服务质量,各服务提供商纷纷建立大型的数据中心。作为当代互联网的核心基础设施,数据中心对外表现出超强的算力、巨大的存储资源、超低的访问延时。这除了需要数据中心内部众多机器共同工作之外,还必须有足够高效的数据中心网络进行互联。运行在端系统上的协议栈是构成高性能网络的重要组成部分。由于卓越的性能表现,RDMA（远端内存直接访问,一种硬件协议栈）被广泛应用于数据中心网络。RDMA硬件协议栈为应用程序提供了超高的网络吞吐量、超低的访问延时和远低于TCP/IP网络协议栈的CPU利用率。但是由于协议栈运行所需的状态必须存储在网卡上,且网卡内存过小,导致了RDMA的可扩展性差。这具体体现在当网卡需要维护大量并发连接时,性能将会明显大幅下降。针对RDMA可扩展性差的问题,本文测量、分析了RDMA网卡可扩展性,并设计和实现了一种适用于高并发场景的新型无状态RDMA网卡StaR（Stateless RDMA NIC）,本文的主要工作如下:（1）提出了对端存储连接状态的无状态网卡结构。本文通过分析得知RDMA网卡弱可扩展性的原因在于板卡内存难以存储大量连接状态。利用数据中心内部传输流量的不对称性,本文设计了利用低并发网卡来协助存储高并发网卡的状态信息的无状态网卡方案StaR。相比对称式的RDMA网卡架构,StaR提出了连接两端存储异构的网卡结构,通过在连接初期将状态信息从高并发网卡转移到低并发网卡的方式,取缔了高并发网卡的状态存储以及相应的状态获取行为。（2）设计了StaR网卡的整套传输协议。StaR针对一端完全无状态的网卡结构设计了新的专用数据包格式以及全套的传输协议。在不修改上层程序接口的前提下,StaR设计了连接建立阶段的状态传输流程、基于“数据包对”的数据传输流程、传输事务初始化/结束流程以及相应的可靠性与安全性机制。在一端完全无状态的前提下,StaR仅引入少量的传输开销,解决了RDMA的可扩展性瓶颈。（3）完成了StaR的原型系统实现与实验评估。本文在FPGA上实现了StaR方案,包括网卡架构和整套传输流程。基于仿真平台和小型实验床验证了StaR的可实现性。此外,本文测量评估了StaR在不同场景下的性能并与最新的相关工作进行比较。实验结果表明,在400个并发连接的场景下,StaR相比RDMA方案（使用与StaR相同的FPGA）和最新的软件解决方案Scala RDMA（一种软件调度方案）分别取得了4.13倍和1.35倍的吞吐量提升。