传统的“最短路径优先”IP路由算法不能对流量进行合理的分配，随着Internet流量的增长，有可能在网络的某一区域出现拥塞而同时在另一区域带宽未能充分利用，从而造成资源浪费和用户服务质量(QoS：QualityofService)的下降。现有QoS路由算法可以在一定程度上弥补这一缺陷，但是大多数QoS路由算法不能从全局的角度出发优化流量分配，因此很难衡量网络资源在某个程度上得到合理利用。流量工程的引入正是针对这一问题。基于网络测量的结果，流量工程根据某一优化准则在全网分配用户流量，从而实现资源效益的最大化。流量工程主要通过两种方式实现，一种在网络边缘建立显式路径，绕过发生拥塞的区域，如MPLS协议。另一种是根据某一准则确定连接权值，再利用传统的“最短路径优先”路由算法。后一种方法对现有网络的硬件改动小，实现容易并且成本很低，近几年来引起研究者和工程人员的注意。本文主要在这方面开展研究，主要工作如下。 1.流量优化的一个常用准则是最小化最大连接利用率。现有算法为了避免多余流量实际上最小化最大连接利用率和总流量的加权和，不能保证最优的连接利用率。本文把现有算法分为两个步骤，首先在不限制总流量下最小化最大连接利用率，然后在限制最大连接利用率下最小化总流量，并推导出相应的权值配置方法。仿真结果显示本文改进算法在适中的总流量下保证最小的最大连接利用率。以此为基础，提出一种改进的“最短路径优先”路由算法，在动态需求下限制权值修改的数量。 2.现有研究普遍把流量工程问题建模为一个单目标的线性规划问题。实际中流量工程可能是多目标的并且目标函数不一定是线性，因此更实用的流量工程问题可能是多目标的非线性规划问题，难以用常规方法求解。本文考虑遗传算法的应用，设计一个遗传算法求解两个目标函数的流量工程问题，并针对大规模网络求解收敛速度慢的特点提出一种改进的初始化方法，仿真结果验证了算法的有效性。 3.IPTV被认为是未来IP网最重要的应用之一，其最大的特点是流量大，因此有必要单独研究IPTV系统的流量均衡问题。本文通过服务器放置和内容分发研究IPTV系统的流量均衡问题。首先考虑一般性网络中的流量均衡问题，指出这是个非线性规划问题，实现难度大。当IPTV系统只服务某一特定区域时网络拓扑可看成是树型结构。 本文进一步考察树型网络中的IPTV系统流量均衡问题。指出这时的流量均衡问题是个线性规划问题，并给出实用的求解算法。 4.提出一种结合流量工程的QoS体系架构，该架构结合InterServ模型和DiffServ模型的优点。在传统IP网的基础上，增加QoS客户端、可控网元、资源服务器、业务管理中心等设备。其中QoS客户端用于实现DiffServ功能，其他设备用于实现网络资源的管理和分配。该网络框架对传统IP有良好的兼容性，有较高的实用性。