随着网络应用及业务的不断发展，用户和运营商不仅要求光网络能够提供巨大的带宽资源，而且能够动态地分配网络资源。由于光交换能够有效满足上述要求，它已经逐渐成为近年来的研究热点。在众多的光交换模式中，光突发交换（Optical Burst Switching，OBS）充分地结合了光的高速传输能力和电的快速处理能力，可以有效减少对尚未成熟的光器件的依赖。同时，OBS的交换粒度适中，能够有效地支持突发业务。所以，OBS被认为是很有发展潜力的光交换架构。而传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）是互联网中占主导地位的传输层协议，目前超过90％的业务都由TCP支持。因此，研究如何将TCP与OBS有效地结合在一起，以及它们之间的相互作用机制，对于网络理论和组网实践都具有重要的理论意义和实用价值。本论文针对TCP over OBS网络，分别从网络模型、业务支持以及能量消耗等几方面展开讨论，主要完成了以下几方面工作。　　 1.提出了分析TCP与OBS相互作用的参数--窗口数据丢失率，该参数将TCP与OBS两层的参量有效地统一在一起，用于研究和判断TCP over OBS网络的性能特征。基于窗口数据丢失率，建立了TCP over OBS网络理论模型，理论和仿真分析结果相吻合。　　 2.提出了面向流、基于TCP窗口的动态数据封装算法。通过动态跟踪TCP窗口的变化，实现根据网络状态动态地更新OBS层的封装周期。该算法可以有效解决全局同步丢失和延迟损伤等问题，并能够有效提高TCP吞吐量和降低网络时延。在信令机制研究方面，对OBS层重传信令机制进行了理论分析，提出了“多重重传阈值”用于改善OBS层的重传性能；提出了充分利用网络信息、基于路由跳数的丢包策略，以提高总体网络性能。　　 3.通过理论研究和网络仿真，综合分析了TCP与OBS两层参量对网络性能的影响特征，发现TCP窗口是限制网络性能提高的瓶颈因素。提出了TCP窗口自适应模型及优化策略，用于对业务进行有效支持。该优化策略为不同的网络环境选择最优的TCP窗口给出了依据，从而能够获得相应网络环境下的最优TCP吞吐量。　　 4.针对TCP over OBS网络的能耗问题，利用商用的Cisco CRS-1路由器的功能子模块和相关数据，搭建了基于突发交换模式的绿色交换节点原型，建立了突发交换节点的能耗模型。通过与分组交换节点比较，发现突发交换在核心节点的能耗降低了约50％，所以突发交换有望成为绿色网络的选择之一。