软件定义网络(SDN)将网络转发设备中的控制平面与数据平面相分离,同时提出控制平面可编程,极大地提高了网络的灵活性。但目前的SDN架构仍然缺乏灵活性与可扩展性,不能灵活支持自定义的协议。当新协议被提出时,需要耗费大量时间重新设计开发。POF与P4技术的提出在一定程度上解决了上述问题,但仍然存在控制器操作复杂低效、表项匹配功能僵化和软件转发性能不足等问题。为解决现有方案存在的问题,本文对数据平面展开了详细研究,并设计开发了 SDN架构下高性能协议无关转发系统。首先,本文设计并实现了支持协议无关转发的SDN南向协议,以解决现有方案中控制器操作复杂低效的问题。主要通过抽象描述协议规范和表项规则,增加相关的消息类型、与协议解耦的动作指令,并重新设计开发与南向协议关联的南向报文处理模块,从而实现与协议无关的南向协议。基于该协议,开发人员可通过SDN控制器提供的接口便捷地管理数据平面,灵活定义协议及表项,无需重新编译配置,充分发挥了 SDN控制器灵活管控的优势。其次,本文设计并实现了高性能的协议无关转发模块。其包含字段解析模块、表项匹配模块及动作执行模块,各个模块均与协议解耦,配合南向协议共同实现数据报文的协议无关转发。其中表项支持任意字段组合,并采用多级划分和子表设计,有效地减少了表项数目并提高了匹配效率,解决了现有方案中表项匹配僵化的问题。同时本文利用DPDK技术对转发设备进行优化,保证数据报文的高效处理。最后,本文对高性能协议无关转发系统进行了功能及性能测试。实验结果表明通过控制器可灵活定义数据平面的协议规范及表项,且表项匹配功能更加灵活。另外DPDK优化后的软件转发设备性能远高于POF交换机及P4的Bmv2,其PPS较POF交换机提升了 14倍左右,同时较Bmv2提升了 5倍左右。因此,本文提出的转发系统在实现数据平面与协议规范解耦的基础之上,有效地解决了上述POF和P4存在的问题,实现了 SDN架构下高性能协议无关转发。