路由器作为互联网的最重要的设备之一,其关键技术一直是业界和科研院所的重点研究内容。由于存储器访问速率的限制,当前的高性能路由器一般都采用交换式的结构。本文主要对高性能路由器中负责交换的交换结构及负责转发的调度算法进行了研究。由于并行分组交换可以使用低速工作的缓存构造高速交换结构,并且具有较好的扩展性,因此成为下一代高速路由器和交换机设计中有价值的交换方案。本文研究了目前一种已经存在的传统并行分组交换结构,分析了其信元阻塞率过高的结构缺陷。在此基础上,提出了一种改进的并行分组交换结构,同时根据组合数学中的非平衡区组设计思想,设计出端口与交换模块之间连接函数的具体实现过程。改进型结构相邻单元连接函数正交,通过计算证明,该结构能够有效防止相关信元分组通过相同路径进行交换,显著降低信元阻塞概率。输入队列因具有良好的可扩展性而广泛应用于高速交换结构和路由器中,但输入队列需要精心设计调度算法以获取较好的性能。iSLIP (iterative SLIP)算法因其简单性和并行性而得到广泛的研究,但现有的iSLIP算法在突发流量和非均匀流量下的负荷延迟性能较差。本文针对突发业务流,提出一种基于帧交换的调度算法iFONA (iterative Frame Or Not Algorithm),同时在基于优先级调度算法的思想上,提出了调度决策双重门限的概念,并且根据其设计出双门限循环调度算法—iADT (iterative Algorithm with Dual Thresholds)。仿真结果表明,iFONA和iADT不仅在均匀流量下是稳定的,在非均匀流量和突发流量下的延迟性能均远好于现有的iSLIP算法。