在通信网中提供多业务支持能够有效利用网络资源，简化网络的运行及管理并降低建设成本，是理想的通信方式。数据链路层和物理层的相关支持是构建多业务网络的基础：在链路层，对包交换业务进行分类，对不同等级业务分配不同的带宽并提供组播支持是实现数据多业务的关键；在物理层，通过网络规划为电路交换及包交换等不同业务建立各自的逻辑网络，同时进行性能优化也是实现多业务支持的必要途径。 本文分别在链路层和物理层研究了多业务网络中的几个重要问题，包括：交换机中面向多等级业务的公平调度算法，交换机中的组播策略，以及多业务网络规划。论文针对几个问题提出了新的算法并对其性能进行了深入分析，其主要贡献包括： 1.对基于共享存储器结构的输出排队交换机进行了研究，对其中基于定长信元的交换策略和基于变长包的交换策略进行了全面的理论分析和仿真实验，并说明了后者在实际应用中的优势； 2.针对输出排队交换机提出了变长帧控制的令牌轮询调度算法(CRRDF)。该算法具有良好的公平性和时延特性。相对已有算法，CRRDF有两个突出优点：第一，能够有效抑制输出流的突发度，从而减轻后续节点的处理负担并优化网络整体性能；第二，可通过分布式计算方法以硬件实现，具有很低的时间复杂度，有利于在高速交换机中实现； 3.针对输入排队交换机提出了基于变长包的公平调度算法(pFS)，对这一问题的研究尚未见于文献。研究表明pFS可在多种业务模型下保证各业务流带宽分配的公平性，同时也保证了高吞吐率和低时延。与未考虑带宽分配功能的变长包调度算法相比，当输入流的统计特性相同时，它们具有相近的时延特性；当输入流的统计特性不同时，pFS能提供更优的时延特性，这使其具有更好的实用价值。文章给出了算法的硬件结构，并论述了其在高速交换机中实现的可行性； 4.针对采用共享存储器结构的输出排队交换机提出了变长包组播策略。利用窗口搜索及灵活的包丢弃机制，该算法克服了队头阻塞从而保证了组播的高吞吐率和存储器的高利用率。算法的实现方案表明其在提供良好性能的同时并未引入较大的时间或容量复杂度； 5.对多业务网络规划进行了研究。提出了基于混合整数线性规划的算法，该算法能得到理论上的最优解，但其复杂度使算法仅适用于小规模网络。在此基础之上，文章结合网络规划的特点对基本遗传算法进行了修正，提出了启发式算法。该算法具有良好的解空间搜索性能，可提供近似度较高的近似最优解。算法的快速收敛性和高计算效率使其可应用于中等和大规模网络，因而具有重要的应用价值； 6.将理论研究与工程实际相结合，完成了清华华环公司多业务SDH网中几项关键技术的设计与实现。