随着Web和多媒体应用的迅速增长,网络业务流量呈几何趋势递增,这对传统的尽力而为的路由转发机制提出了严峻的挑战。当前的路由协议仅基于最短路径或最小跳数来为业务流选择传输通路,不考虑应用需求以及网络的动态特性,导致网络资源利用率低,且网络拥塞频繁。因此如何保证服务质量以及优化网络性能成为一个关键课题。为了提高网络资源利用率,减少网络拥塞以及增强网络性能,流量工程应运而生。它通过将业务流合理地映射网络的物理拓扑上,从而满足业务流需求、最大化网络吞吐量以及优化网络性能。运用约束路由技术的选路控制是实现流量工程的关键手段之一。本论文着重研究了约束路由、流量工程以及相关技术。通过扩展OSPF协议、结合约束路由、MPLS和RSVP技术实现流量工程。我们设计和实现了原型系统,并进行了有针对性的测试和分析。本论文主要包括以下几个方面:分析当前路由交换系统的问题所在,引入流量工程和约束路由。探讨了流量工程相关机制和技术的发展,并分析了现有支持流量工程的路由技术,将它们划分为基于IP网络和基于MPLS网络两大类。在阐述这些路由技术本身机制的基础上,对各自特点进行分析、比较和总结。对约束路由的内涵进行了探讨,深入研究了QoS路由和策略路由两个组成部分以及两者的关系。为使约束路由实现流量工程,我们提出了动态调整链路代价、GMSP算法和“最小化链路最大利用率”数学规划模型,并设计了面向流量工程约束路由的实现模型。探讨了OSPF协议的内部机制,在此基础上实现了OSPF-TE,其中包括TE-LSA的生成、分发和解析以及流量工程数据库,这是约束路由的信息来源。运用动态调整链路代价和GMSP算法,扩展最小生成树算法实现在线约束路由;运用“最小化链路最大利用率”数学规划模型,实现离线约束路由;运用Linux策略路由机制,实现策略路由。在线约束路由、离线约束路由和策略路由三者的结合构成约束路由。深入研究了MPLS协议机制和RSVP技术,并实现了两者的结合,从而运用RSVP进行标记分发,将约束路由计算的路径映射为LSP隧道,并沿LSP隧道传输数据流。设计和实现了面向流量工程的约束路由的原型系统,并从系统开销、功能和性能三个方面对系统进行了有针对性的测试,结果表明原型系统的功能和性能均优于传统路由交换系统,实现了流量工程,达到了设计目标。