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当用户对网络资源的需求超过可供资源量时，网络发生拥塞，其影响可能是数据传播时延增长，丢包导致的资源浪费，甚至拥塞崩溃。IP网络的稳定运行需要源端响应链路的拥塞信号，降低发向网络的速率。目前基于IP的Internet仅通过TCP拥塞控制机制防止网络崩溃。随着Internet的规模日益庞大，各种新的服务与应用层出不穷，通信量成倍增长，各种不良行为甚至恶意行为流造成的网络拥塞频繁发生，TCP拥塞控制机制显得力不从心，迫切需要研究新的拥塞控制理论与方法。 过去，在IP网络拥塞控制的研究与设计中主要基于经验与启发式方法，随着网络规模的不断增大以及各种新服务的出现，问题愈加复杂，人们对拥塞控制的基础理论日益关注。本文针对TCP拥塞控制协议分析模型，IP组播拥塞控制机制与算法以及存在自私用户的拥塞控制理论模型，这三个既相互独立又相互联系的问题展开了研究。 对TCP拥塞控制协议的分析模型问题，基于流体流近似理论构建了一种新的TCP-Reno拥塞控制器的泛函微分方程动态模型，分析了TCP控制器的局部稳定性，推导了稳定性的充分条件。发现在网络延迟增加甚至链路带宽增大后TCP-Reno将变得不稳定，包级仿真实验的结果与理论结果吻合，表明这种不稳定现象是TCP-Reno协议固有的，这使得TCP-Reno不适合未来高速大容量Internet。 对IP多速率组播的速率控制难以平衡异构性、公平性、实时性及服务质量(QoS)等问题，将资源优化分配理论与网络技术相接合，提出了一种两阶段优化的多速率组播速率控制的模型。把问题公式化为求系统效用最大化的最优化问题，推导出了有效的算法。方法综合考虑了服务质量、异构性等，且满足协议间的公平性和组播会晤内各接收者间的公平性。数值分析的结果表明了算法的有效性，与现有的算法相比系统总效用大大提高。 针对当端系统用户以自我利益为中心响应拥塞信息时，将导致网络拥塞控制协议不稳定，甚至拥塞崩溃问题，基于博弈论方法，提出了一种不依赖端系统用户自愿合作的健壮的拥塞控制模型，把网络带宽看成一种稀缺资源，由多个非合作用户博弈竞争共享。给出了一种有效的价格机制，驱使不合作用户按网络理想控制点操作。结果表明网络可达到有效Nash均衡，从而实现高效、低时延和无丢失的网络拥塞控制。