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近年来,Internet在全球以前所未有的速度发展,并逐渐成为一种面向语音、视频、数据和多媒体应用等多种业务的综合载体。Internet采用了广泛应用的TCP/IP协议,IP数据报的传送平台可以是任何现有分组交换网络。TCP/IP代表了网络分组化、无连接化和全球寻址的大趋势,大家都意识到,IP将主宰下一代电信网络。但是传统IP网络作为一个无连接的体系结构,要实现服务质量(QoS)仍然存在很多困难,传统的Internet技术面临着一些亟待解决的问题,它只能提供尽可能最好的(BE,Best Effort)业务,传统的IP网络没有服务质量保证的缺陷已显露无余。 针对目前IP网络的局限性,专家们提出了多种先进的技术,而多协议标记交换(MPLS)就是其中一种最优秀最有发展前景的保证网络QoS的工具。MPLS是IP与ATM的完美结合,它承袭了ATM的QoS机制,充分利用了ATM快速交换能力及其资源管理机制,保留了IP协议的灵活性、简单性和易于扩展性,因而其可以保证用户对于QoS的不同要求。在现有网络资源的条件下,MPLS极大的提高了数据的转发速度和网络的吞吐量(throughput),并提供业务分类(CoS)以及QoS保证。 文中首先介绍了MPLS基本原理、核心技术以及工作机制,并阐述了MPLS流量工程保证网络QoS的工作机制。然后就IP网络QoS的模型和参数进行了定义、分析。在介绍了运用MPLS技术实现IP网络QoS的多种算法后,提出了一种基于改进遗传算法优化的QoS路由选择算法,并提出了将网络资源消耗和负载分布作为目标函数进行优化。此目标函数包含了带宽,跳数,费用,时延等QoS参数,力求在消耗网络资源最小的基础上,使负载尽量均衡分布,达到合理利用网络资源,降低网络的拥塞,提高网络吞吐量的目的。仿真计算的结果表明,该算法在解决多目标规划问题上是一个有效、可行的方法。 最后总结了本文所作的工作,并就MPLS技术的应用前景和发展趋势进行了展望。