如何为不同的网络应用业务提供不同的服务质量，QoS是下一代互联网络面临的重要研究课题。作者分析了在互联网上实现QoS的难点和QoSR相关问题，探讨了基于QoSR实现网络QoS传输理论框架的必要性和可行性，提出了一种基于无连接网络QoSR的QoS传输理论框架CLQoSR。该框架摒弃了IntServ的资源预留和每流信息维护机制，实现了基于互联网无连接逐跳路由的OoS控制，并通过路由和控制两个层面的层次网络结构、核心无状态的准入控制、基于聚类的优势路径聚集、域间虚链路等效和域间分布式预计算等机制，在网络规模、OoS参数种类、核心QoSR路由协议种类和分组到达速率等四个方面具有良好的可扩展性。 作为QoSR的核心问题，寻找满足多约束的可行路径具有NP难的复杂度。作者研究了用于聚集多种QoS度量的能量函数，分析了求解最小能量路径及通过最小能量路径求解多约束可行路径的可行性。作者使用线性能量函数为算法性能评价提出了权重比例仿真法，所仿真的OoS约束不但具有现实意义，而且在保证可行性的前提下具有严格的约束。作者对能量函数的分析及提出的性能评价方法为后续QoSR核心算法设计提供了理论基础。 在QoSR核心算法设计方面，作者首先基于非线性能量函数提出了三种在线算法，其中基于广度优先搜索策略的多约束路由算法能够随路由器CPU负载和网络规模而实时调节算法的运行时间，具有广泛的适应性。基于模拟退火的高性能启发式多约束路由算法，对网络规模和约束个数具有较好可扩展性的同时，对QoS约束的分布状况也不敏感。针对优化花费问题，将上述算法扩展为用于求解一般性的多约束最优化花费的QoSR算法。作者还深入分析了多维线性QoS度量空间，提出了基于线性最小能量路径求解多约束QoSR问题的预计算算法，在网络规模、约束个数和分组到达速率等多方面都具有良好的可扩展性，并达到了较高的性能。 最后，文中以CLQoSR及其核心技术为基础，设计了域内和域间路由协议及IP分组扩展，实现了基于QoSR的路由器原型系统。原型系统的实现和测试结果表明，基于无连接网络QoSR所提出的QoS传输理论框架是成功的，其核心QoSR算法具有高性能和高可扩展性的特点。该框架指导下所实现的系统及其组成的实验网络能够区分多种QoS参数，并为不同业务提供不同的服务质量，在保证可扩展性的前提下实现了网络QoS传输。