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QoS与流量工程(TE)是目前IP骨干网络中最具有挑战性的问题之一,以多协议标记交换(MPLS)所组成的IP骨干网络被称为下一代IP骨干网络技术的核心,MPLS下的QoS和流量工程既不同于传统IP分组交换下的QoS和流量工程,又不同于ATM网络下的QoS和流量工程.因此,MPLS下的QoS和流量工程是取决于MPLS能否最终成为下一代IP骨干网络技术的关键.该文从分析当前IP网络面临的挑战出发,针对传统IP网络中的存在的问题,进行了系统而深入的研究.主要内容包括:下一代IP骨干网络技术原理特点、MPLS网络下的QoS模型、公平带宽分配和拥塞控制策略、MPLS流量工程测试和实施策略以及MPLS VPN的应用及其特点.首先,深入研究了传统IP网络的特点与存在的问题,引出了下一代IP骨干网络的转发服务模型即基于多协议标记交换(MPLS)技术的转发服务模型.显示路由和QoS约束路由是多协议标记交换(MPLS)网络技术的特点.其次,分析了IETF提出的综合服务模型(IntServ)和差分服务模型(Diffserv),给出了多协议标记交换(MPLS)下QoS模型.重点分析了多协议标记交换(MPLS)和差分服务模型(Diffserv)结合的关键问题.为了改善IP骨干网络中拥塞控制,针对目前IP拥塞控制算法如先进先出算法(FIFO)、赤字循环轮询算法(DRR)、随机早期检测算法(RED)、公平随机早期丢弃算法(FRED)等存在的问题即骨干路由器需要保留每个信息流的状态、实现比较复杂.给出了状态无关核心路由器公平分配带宽算法(CSFQ)及其仿真,仿真结果表明:CSFQ算法的性能明显地优于FIFO、RED、FRED,CSFQ在公平带宽分配方面与DRR算法接近且容易实施.最后作者提出了MPLS下的CSFQ和Diffserv的结合方法和实施策略.接着作者搭建了以Juniper M20为核心路由器、Cisco7507为边缘路由器的MPLS实验网络并对其进行了QoS和流量工程测试,测试结果表明:以Juniper M20为核心路由器,Cisco7507为边缘路由器以及RSVP为LDP的MPLS系统在QoS和流量工程的运行是可行的、有效的.最后,作者深入讨论了虚拟专用网络(VPN)的关键技术,给出了基于以Juniper M20为核心路由器、Cisco7507为边缘路由器的MPLS网络所组成的MPLS VPN的原理其特点以及在其环境下进行了测试,测试结果表明:建立在对等模型基础上的无连接的MPLS VPN必将是一个发展趋势.