随着新型网络结构的发展和5G通信时代的到来,传统单一的网络结构已转变为多种网络结合的复杂异构网络结构。网络规模的扩大和数据流量的激增使得网络拥塞日益严重。当前具有高误码率等特点的复杂异构网络中,数据包的丢失不只因网络拥塞产生,还会由链路信号干扰所带来的随机误码导致。传统的TCP拥塞控制机制缺乏对网络中的链路状态进行自适应感知,无法对丢包类型有效地判断,从而产生不必要的拥塞避免行为。同样传统的基于路由器端的网络层拥塞控制算法存在参数敏感,缺乏自适应性。在复杂多变的网络场景下,一旦传输的数据流量出现大幅度波动,网络性能就会发生急剧恶化,导致稳定性较差等问题。因此,需要综合考虑网络中各方面因素对网络拥塞全局性的控制进行系统化的设计。本文针对上述问题展开研究,主要研究内容如下:首先,为了深入研究网络拥塞机制的原理,本文通过对基于源端的TCP拥塞控制和基于路由器端的网络层拥塞控制的经典算法分别进行研究,分析了网络拥塞产生的因素以及两种拥塞控制机制之间的相互作用与缺陷。其次,本文提出了一种基于链路感知的自适应拥塞控制算法,即TCP NRBE算法。该算法通过分组预测拥塞等级感知链路状态,由此估计可用带宽来判断丢包类型,实现了拥塞窗口可以根据实时链路状态自适应调节。仿真结果表明该算法在拥塞窗口的增长、吞吐量、公平性、收敛性和友好性等方面都优于基于丢包和基于时延的现有TCP拥塞控制算法。在网络中实现了高通信吞吐量和竞争公平性,可以广泛应用于复杂异构网络应用中以实现高性能数据传输,而无需修改网络中的任何硬件。最后,通过在所提出的基于链路感知的自适应拥塞控制算法基础上进一步建立TCP NRBE-RED连续时间模型构建拥塞控制系统,将整个网络系统中的基于源端和路由器端的拥塞控制两个部分进行分别建模,并级联作为一个整体使得两种拥塞控制机制相互配合、相互作用,构建完整的网络闭环控制系统,完成对网络拥塞的管理。利用经典的自动控制理论分析优化RED算法的队列管理参数,实现了能够感知链路状态的自适应调整,解决了参数设置敏感等问题。通过理论建模分析和NS3仿真实验,验证了研究策略的有效性,保证了网络平稳高效的运行。