中科院计算所研制了构建SDN 网络的基础路由交换设备。所研制的可编程虚拟路由器PEARL 具备网络虚拟化功能并提供多种编程方法，能满足未来网络协议创新和业务创新的需要。PEARL 能够在单一物理路由器上虚拟出 128 个逻辑路由器，支持逻辑路由器对网络端口的共享与隔离。不同逻辑路由器能够加载运行不同的协议与业务，支持对不同虚拟网络用户区分服务。PEARL 提供多种编程方法和 API 接口，除具备 IPv4/v6 路由转发功能外，还支持 OpenFlow 及 NDN、SOFIA、SERVAL 等未来网络协议架构。相比 OpenFlow 交换机，PEARL 能够在多个虚拟平面上并行运行 OpenFlow，实现更完备的网络虚拟化功能。为实现虚拟化与灵活可编程功能，PEARL I 采用了高性能多核服务器配合专用网络接口卡实现。其中网络接口卡内建 FPGA 和 TCAM 芯片实现高速复杂数据包处理。设备实测具备 4Gbps线速处理的能力，能满足接入网络要求。

　　华为公司在 PEARL I平台基础上与中科院计算所合作开发了 OpenFlow1.2 交换机，采用 OpenFlow 软硬件中间层多级流表转换算法，解决软硬件流表灵活性的差异，最大化利用硬件处理资源提升系统性能[92]。为解决 FPGA 编程灵活性局限及服务器架构性能局限，中科院计算所在 PEARL I 基础上研制了 PEARL II 系统，它采用中间板交换体系结构，利用众核处理器作为主要处理单元，提供了更好的编程灵活性和更高的性能。PEARL II 提供 10GE 和 GE 网络接口，系统最大吞吐率能力达 320Gbps，可以满足 SDN 核心网络的要求。在可编程虚拟路由器的实现过程中，数据包查找是最重要的技术问题之一。该问题存在查找速率、更新开销和存储空间可扩展性三大挑战，SRAM 与TCAM 相结合可能是一种实现方案：[93]提出了一种支持快速更新的混合 IP 查找方法，结合 TCAM 和 SRAM 的特点分别优化不相交前缀集和重叠前缀集的更新机制，实验结果表明，该架构能够实现的吞吐量达 250 兆次查找/秒，远远超过 100Gbps 网络链路对 IP 查找的性能需求，且将 TCAM 最坏情况下的更新开销降至 1 次写操作/更新；[25]提出了一种基于 SRAM的可扩展 IP 查找方法，在合并的 trie 树节点中引入前缀位图，使节点和下一跳分离，实验结果表明，存储 14 个 IPv4 核心路由器的 FIB，只需要 10MB 的 SRAM 存储空间，与传统的隔离方法相比降低了 87%的 SRAM 存储空间需求，更新开销为 1 次 write bubble/更新；[28] 提出了一种基于 TCAM 的可扩展 IP 查找方法，设计 FIB 填充和 FIB 分割方法解决共享前缀带来的前缀掩盖问题，实验结果表明，与传统的非共享方法相比，使用上述两种方法存储14 个 IPv4 核心路由器的 FIB 时，能够分别降低 92%和 82%的 TCAM 存储空间需求。