随着网络技术的快速发展和网络规模的不断扩大，目前基于尽力而为的Internet已经不能满足多媒体应用及其它非传统应用对网络传输质量的要求，提高互联网络的服务质量(QOS)变得越来越重要。在高速网络中按照用户的要求提供服务质量保证成为一个普遍的要求，也是当前计算机网络中研究的热点问题。网络的拥塞控制和服务质量是两个密不可分的研究课题。拥塞控制作为预防和解决网络拥塞的重要手段，不仅能够提高网络的性能和效率，同时也是实现网络QoS的必要前提。随着Internet上多媒体应用越来越多，需要更多的带宽来满足其需求。IP组播是一种允许一个发送者同时发送单一的数据分组到多个特定接收者的网络技术。组播技术能有效地避免广播风暴，提高网络资源利用率，从本质上减少对网络带宽的需求，从而间接改善网络服务质量。 实现网络服务质量的关键技术大体可以分为两类，综合服务(IntServ)、区分服务(DiffServ)体系结构等直接实现方式和流量工程(TE)等间实现接方式，多协议标记交换(MPLS)和服务质量路由(QoSR)是实现流量工程的重要手段。本文在深入研究区分服务、多协议标记交换、服务质量路由等技术以及它们之间的相互关系的基础之上，提出一种将QoSR与MPLS+DiffServ相融合的下一代IP骨干网络的服务质量模型。论文从控制平面和数据平面的角度分析了在该模型中边缘路由器和核心路由器的工作过程，给出了DiffServ与MPLS的服务质量映射方法，详细描述了该模型的结构以及各组成部件的功能。最后通过网络仿真软件对该模型进行仿真，仿真结果显示：该模型具有区分服务的功能：当网络中某一链路或节点出现故障时，可以采用备用路径，从而提高网络对故障的快速修复能力；在网络负载比较重时，优先级高的业务可以抢占优先级低的业务，保证优先级高的业务优先传输；能够均衡网络负载，避免拥塞；并能为具体业务提供满足服务质量要求的传输路径，实现自动的流量工程处理。仿真结果与理论分析基本一致。 网络拥塞控制主要有基于源端的TCP拥塞窗口机制和基于路由器的IP层拥塞控制机制。目前Internet中主要使用的是TCP拥塞控制，它能够保持Internet的鲁棒性。但是近年来随着互联网的快速发展，特别是多媒体业务的广泛应用，使得互联网已经不可能再仅仅依靠基于源端的TCP拥塞控制机制，路由器本身也必须主动参与到拥塞控制中，这是因为路由器能够有效地检测到拥塞的发生。IP网络的路由器拥塞控制机制是指在路由器中采用分组调度算法和队列管理算法。作为对端到端拥塞控制的一种重要补充，路由器的主动队列管理机制(AQM)在保证较高吞吐量的基础上能够有效地控制队列长度，从而实现控制端到端的时延，达到保证服务质量的目的。论文重点分析并比较了几种主要的主动队列管理算法的性能，尤其分析了各种算法的公平性，在此基础上提出了两种兼顾公平性的拥塞控制方案。 DiffServ是由IETF提出的，具有较好的可扩展性和灵活性，是目前主流的网络服务质量模型。可扩展加权公平队列管理算法(SCALA-WFS)是专为DiffServ网络提出的基于聚集流的加权公平带宽共享算法。本文提出一种基于公平性的服务质量模型，并详细描述了其原理和工作过程。该模型通过将加权公平主动队列管理算法SCALA-WFS部署到DiffServ模型中，利用原有的测量和标记功能，通过扩展的NS2网络仿真软件验证了该模型可以在占用较少系统资源的前提下提高响应流与非响应流之间的公平性。 由于MPLS具有强大的流量工程和QoS能力，本文提出一种基于公平性的MPLS机制，并详细描述了其原理和工作过程。该机制通过在MPLS网络的节点内部加入一种基于公平性的流控制算法CSFQ，从而保证一定程度的流间的公平性。而且由于该算法的结构与MPLS相似，对于MPLS设备的扩展完全可以通过软件的升级来实现，有较好的可行性和扩展性。 本文介绍了IP组播的基本概念、主要的组播路由算法、组播路由选择协议和互联网组管理协议，分析了MPLS域内部署组播应用的必要性和关键技术。为了组播的服务质量，本文提出一种在MPLS域内实现QoS组播的实施方案，通过共享树和最短路径树的切换，解决根节点的瓶颈问题，也可以在一定程度上实现组播的拥塞控制。该方案是将组播路由协议PIM-SM部署在MPLS体系结构中，通过修改MPLS中的信息表以解决组播分枝节点的多出口问题，从而完成组播分组的复制与转发，并通过Join/Prune消息完成LSP组播树的构建。最后，通过扩展网络仿真器NS中的MPLS模块，对其表结构进行修改并增加了相应的方法，对在MPLS网络中实现组播进行验证，仿真结果验证了该方案的可行性。