信息时代下网络业务的飞速增长给网络的性能提出了更高的要求，光传输技术的发展和成熟应用使得传输链路和传送节点不再是制约骨干网发展的主要因素。但日益增加的网络流量，却给作为业务节点的交换机与路由器带来了严峻的挑战。多级Clos网络由于拥有良好的可扩展性和模块化强，在高速、大容量的交换网络中应用越来越多。关于Clos网络的研究也越来越受到人们重视。本文结合实验室研究方向，以绿色节能交换为导向对Clos网络进行研究，从交换结构和调度算法两个方面入手，旨在探寻一种高速、大容量的绿色节能交换技术。本文首先对国内外关于Clos网络的交换结构和调度算法的研究成果进行总结，第二章介绍了几种经典、成熟的交换结构和调度算法。第三章介绍两种基于MMM改进型Clos网络的节能算法，阐释了节能算法的工作原理、节能性能，并通过仿真在随机流量模型下对算法性能进行了测试。本章先介绍该算法基于的网络架构——MMM改进型Clos网络，又介绍新的队列组织结构，分析了采用该网络结构的好处。接着又介绍了一种时延和吞吐率性能良好，但不节能的算法——MWFP。由于MWFP算法并不节能，所以对MWFP输入级调度算法进行改进，提出节能算法RA-MWFP，尽管RA-MWFP在时延和吞吐率性能上有所下降，但却能很好地实现节能。结合算法MWFP和RA-MWFP的优点提出一种既节能又有良好的时延和吞吐率性能的算法——ARRA-MWFP，经过仿真验证发现该方案节能效果良好。第四章介绍一种Clos网络的DOR节能算法。本章先介绍正交分路路由算法。接着介绍DOR节能算法的中间级开关机制，并通过仿真验证该开关机制的可行性。最后通过OPNET仿真工具，在四种业务源下对DOR算法进行测试，与非节能算法的相比，DOR算法不仅具有良好的时延和吞吐率，还能效降低中间级使用数目。最后，作者总结了全文，提出下一步研究工作的方向。