在大型数据中心内部,云网关设备作为数据中心流量的出入口,有着举足轻重的地位。随着互联网时代数据流量的快速增长,云网关需要提供越来越高的性能来承载快速增长的流量吞吐。而当前数据中心的云网关在面对这种快速增长的数据包处理需求和复杂的互联网流量环境时,不仅要满足高性能的包处理能力还需要保障租户的服务质量等级协议,往往无法做到服务质量和设备资源利用率的良好平衡。一方面,厂商为了保证服务质量必须为预期的峰值负载提供足够的资源,牺牲了设备的利用率。这是因为互联网流量的突发性,流量的平均负载与峰值负载存在着数十倍的差异,过度配置的资源无法得到充分利用导致设备利用率低下。另一方面,如果为了提高设备利用率,降低运营成本,当负载波动时又会面临局部资源紧张的问题,无法有效保证服务质量。提高设备利用率的本质是一个负载均衡问题,在多核处理器上通过将负载均匀分配到服务器内部来充分发挥各个CPU核心的处理能力以实现设备的高利用率。但是在云网关海量数据转发场景下进行负载均衡调度具有很大的挑战,许多传统调度方法中的一些微小到可以忽略不计的开销都会被海量数据放大,导致对服务质量产生严重影响,无法同时兼顾设备的利用率与租户的服务质量。因此如何解决云网关场景下的设备资源利用率与租户服务质量的矛盾是本文研究的主要内容。针对上述问题,本文就云网关海量数据转发场景下的设备负载均衡问题进行了深入研究,基于数据平面开发套件（DPDK）设计了一种面向云网关的负载均衡调度系统,旨在实现高资源利用率和高服务质量的云网关数据处理。首先,该系统以库的形式集成进DPDK中,不干预应用逻辑的处理,可以让原有的应用逻辑保持高性能数据包处理能力。其次,本文利用一些现有的商品网卡提供的流量调度技术,结合软件上的调度算法,以更优化的方式在服务器内部对CPU之间的负载输入差异进行有效且快速的调整,充分发挥多核CPU的处理优势,提高设备的整体利用率。最后,针对流量的瞬时突发问题,本文通过研究网卡收包机制,实现了基于网卡硬件队列的流量突发检测机制,能够在数据包溢出收包队列之前检测突发流量,及时进行调度以降低流量突发队列的数据包占有率,避免核心过载。与现有的工作相比,实验结果显示,本文的设计具有高性能的包转发能力,同时可以有效地对云网关服务器内部的负载进行调度,让云网关设备充分发挥多核处理器的优势,在相同的场景下可让设备具有更高的处理性能。