近年来,Internet迅猛发展,并逐渐成为一种面向数据、语音、视频和多媒体应用等多种业务的综合载体。而各种新的多媒体业务的出现又对网络的服务质量提出了新的要求。但是,传统IP网络尽力而为的转发机制不能保证业务的实时性和准确性,这成为IP网络向宽带综合服务网络发展的巨大障碍。如何提高网络资源的利用率,提高网络的整体性能,这是当前网络发展中急需解决的问题,也是流量工程解决的问题。网络学术界对此进行了大量研究并提出了包括Intserv、Diffserv等在内的几个支持QoS的网络模型,它们能够为网络应用提供一定的QoS性能保障。然而,当网络因局部负载较重而出现拥塞时,它们所提供的QoS性能将有所下降。MPLS(Multiprotocol Label Switch,多协议标签交换)最初提出并不是为了解决QoS问题,但它是实现QoS的一个重要工具。MPLS技术无缝地集成了IP路由技术的灵活性和二层交换技术的简捷性,在面向无连接的IP网络中增加了MPLS这种面向连接的属性,它综合利用了网络核心的交换技术和网络边缘的IP路由技术,通过对网络流量进行合理的控制,可以使流量均衡地分布在网络上,从而达到提高网络整体性能的目的,很好地实现了流量工程。流量工程的实施主要是依靠MPLS网络的显式约束路由技术。基于MPLS的约束路由是Internet的核心功能模块。本文以MPLS流量工程环境下的约束路由算法为研究目标,对相关路由算法机制进行了研究和探索。具体说来,本文做的主要工作和创新如下:1、本文首先简单介绍了该课题的研究背景及研究意义。紧接着讨论了IP QoS的两种服务模型和MPLS的基本原理、核心技术以及工作原理,并阐述了MPLS保证网络QoS的工作机制。2、详细讨论了基于MPLS的约束路由技术组成及实现原理。对不同路由算法的特点进行了分析、比较和总结。尤其对基于最小干涉思想的最小干涉算法进行了深入研究和探讨。3、针对目前MPLS流量工程路由算法存在的不足,提出了一种新的用于MPLS网络流量工程的路由算法,该算法综合考虑了链路带宽平均利用率、冲突度和竞争度三个网络参数,在K最短路径中选择一条最小化资源占用和负载平衡的路径。本算法在提高网络资源利用率的同时,降低了算法的计算复杂度。模拟结果证明算法在网络吞吐量和负载均衡方面达到了更好的性能。4、基于对IP网络中存在大量不确定信息及其对多媒体业务的QoS的影响的考虑,讨论了网络状态的不确定信息产生的原因,建立了基于非精确状态的网络模型,提出了一种基于MPLS的非精确状态路由算法INSRBA。本算法在考虑非精确状态的同时引入了链路均衡度的思想。