随着Internet的快速发展,其鲁棒性越来越依赖于Internet所采用的拥塞控制机制。拥塞控制对网络来讲,不仅是个核心问题,也是个非常困难的问题。但随着应用需求的日益丰富和技术的不断发展,研究者开始认识到要想完全依赖实现在终端系统上的策略与算法是很难满足诸如QoS这样复杂的应用需求的。于是,人们开始将部分研究注意力转向网络中的路由器等中间节点设备,期望通过增强它们的功能来实现主机端无法达到的技术目标;为此必须将IP层也纳入到拥塞控制机制中来,通过在路由器中采用一定数据包丢弃或标记策略来提高网络的服务质量,即主动队列管理技术。就拥塞控制而言,网络中间节点可以更加及时,准确地了解网络的拥塞状态,并依此实施有效的资源管理策略,使网络能有效地避免拥塞,或尽早地从严重的拥塞状态中恢复过来。论文旨在设计有助于提高Internet服务质量,增强网络鲁棒性的拥塞控制和队列管理算法。论文首先对目前Internet中普遍采用的TCP拥塞控制算法的性能进行了分析和研究,然后以主动队列管理算法发展过程为线索,详细分析了各个阶段具有代表性的队列管理算法,以及其存在的不足和改进算法;随后针对主动队列管理算法RED存在的参数设置问题,从反馈控制理论的角度对RED算法进行了分析,对于如何使系统在稳定性与动态响应速度两个方面取得良好的平衡给出了具体配置方法,而且对于RED算法的各种参数组合,提出了如何判断其稳定裕度的计算方法。考虑到网络状态参数的时变性,论文根据变结构控制对系统摄动及干扰可呈现出完全鲁棒性的特点,设计了一种基于变结构控制的队列管理算法。随后,针对由于时延造成的稳态误差问题,提出了一种校正方法;此外,根据模糊控制对模型不确定性的适应能力,设计了一种基于模糊逻辑的自校正队列管理算法,随后对该算法做了相应的简化,设计了一种更为实用的自校正队列管理算法,ST算法,并在此基础上将ST队列管理算法进行扩展,设计了一种全新的适于区分服务方式的队列管理算法。论文的主要研究工作和创新包括:根据TCP和式增加积式减小的窗口变化机制,采用效用函数的方法对TCP拥塞控制的公平性进行了分析;针对主动队列管理算法RED存在的参数难以设置问题,对TCP/AQM的非线性模型进行了线性化处理,从反馈控制理论的角度对RED算法进行了分析,对于如何使系统在稳定性与动态响应速度两个方面取得良好的平衡给出了具体配置方法;并对于RED算法的各种参数组合,提出了如何精确判断其稳定裕度的判定方法;针对TCP拥塞控制的数学模型,根据变结构控制对系统摄动及干扰可呈现出的完全鲁棒性,设计了一种基于变结构控制的队列管理算法;针对由于时延造成的稳态误差问题,提出了一种校正方法;将模糊控制与队列管理技术相结合,设计了一种基于模糊逻辑的自校正队列管理算法,该算法不但不需要复杂的参数调节,而且性能优于其它队列管理算法;将模糊自校正队列管理算法进行简化,设计了一种更为实用的自校正队列管理算法,并将该算法进行扩展,设计了一种全新的适于区分服务方式的队列管理算法;