近年来，网络技术的发展日新月异，网络的规模迅速扩大，以IP为基础的Internet已经逐步发展成为全球性的信息基础设施。互联网的成功主要归功于分组交换、无连接的网络层和TCP拥塞控制。随着新型网络应用的不断出现和用户数量的迅速增加，使得Internet流量急剧增长，其中除了传统的采用WWW、FTP、Telnet等应用层协议的数据流外，还出现了大量的实时多媒体数据流，由于网络中的不同数据流在路由器处交汇，因而给网络的路由节点造成了很大的负担，越来越严重的网络拥塞问题出现，在数据网络通信中，拥塞容易造成时延和吞吐量等QoS(Quality of Service)性能指标下降，是影响带宽、缓冲等网络资源利用率的关键因素，因此有效解决采用TCP协议的网络拥塞问题对于提高网络性能具有重要意义。　　在这篇论文中，我们首先研究了TCP短连接时延模型。这是由于在大多数提供QoS服务的网络模型中，时延是最重要的评价指标。通过研究我们发现通信网络采用TCP协议的不同拥塞控制方法对时延指标有重要的影响。我们建立了边缘路由器采用E2CN(Early Explicit Congestion Notification)拥塞控制机制时的TCP连接时延数学模型。这个数学模型是从拥塞控制的协议设计出发，根据拥塞控制的滑动窗口机制，通过RTT(Round Trip Time)和数据包的拥塞率两个参数来分析TCP的连接时延。根据我们建立的数学模型，通过理论分析得到采用新的拥塞机制比不采用新的拥塞机制能够降低连接时延的原理，同时也定性的给出不同参数对TCP连接时延的影响。通过和仿真结果的比较，我们提出时延模型相当精确。这样就为设计出新的TCP拥塞协议从而能够符合时延指标提供理论上依据。　　其次，根据TCP连接时延模型，拥塞控制策略的不同是导致连接时延不同的重要原因。我们研究国内外文献中提高TCP性能最新拥塞控制算法。由于TCP协议基本上采用滑动窗口机制完成拥塞控制和错误恢复实现数据的可靠传输，不同TCP连接的数据包丢失率（拥塞率）和RTT的不同会导致不同连接拥塞链路上带宽分配的不公平性以及不同连接的时延不同。论文中，我们对这些拥塞策略给出了新的分类方法，并且详细讨论了不同算法的优缺点。　　然后，我们根据国内外最新的拥塞控制策略，在本文中提出了新的TCP速率调整算法。由于特定的TCP动态性能导致不同TCP连接的数据包在网络设备中产生队列的拥塞，造成数据包的丢失，降低了路由设备的吞吐量，同时造成拥塞链路上的带宽分配的不公平性。新的拥塞控制算法根据边缘路由器缓冲区中的输入数据包和输出数据包的变化，得到新的合理拥塞控制窗口，直接通过早期明确拥塞标记数据包返回到发送终端，从而快速改变了TCP数据包的发送速率。通过对仿真结果的分析，我们提出的新算法可以明显的控制TCP的业务量，限制边缘路由器的队列的拥塞，大大降低数据包的丢失率，从而提高TCP的时延性能和带宽分配的公平性。　　最后，根据前述的时延数学模型，降低RTT同样可以降低TCP应用的时延。而数据包在路由器中的排队时延是RTT的最重要的组成部分。在论文中我们提出在区分服务体系结构下，核心路由设备实现IPv6业务多等级QoS一种排队模型和自适应调度算法。采用的排队模型是通过两个平行的输出队列，每一个输出队列采用为不同等级的业务设定不同的门限的随机丢弃算法，从而能够实现多等级QoS服务。通过自适应的改变调度算法中的重要参数λ（两个输出队列长度的初始门限值），可以在保证高等级业务的时延和丢失率的性能指标的情况下，显著提高低等级业务的服务质量。