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随着数据业务以及多媒体应用的发展,互联网上的IP流量急剧增长,如今的互联网已经不能通过尽力服务满足各种各样IP服务的需要,提供服务质量势在必行.作为下一代互联网络的关键技术,实现服务质量保证和高性能网络交换受到了广泛重视.近年来针对不同种类的网络结构和连接请求,人们提出了多种有效的路由与性能优化方法.本论文主要研究了服务质量(Quality of Service,QoS)路由问题和波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)光网络路由与波长分配问题,主要工作如下:1.针对高速网络中QoS单播路由问题,提出了三种有效的问题求解算法:基于K最优路径的QoS路由优化算法、基于进化计算的QoS路由优化算法和基于实验分析的多约束路由选择算法.通过计算机仿真,分别将以上算法与其同类算法进行了性能比较.仿真结果表明以上算法在求解此问题时是可行的,并具优于其它同类算法.2.针对多媒体通信中的可靠多播路由问题,提出了一种基于可靠性检验的、能够满足不同可靠性要求的可靠多播路由优化算法.该算法针对一棵给定的、未考虑可靠性的初始多播树,分别计算源节点到每个多播节点路径上的可靠性,如果该可靠性不能满足相应的可靠性要求,则修改或改变多播树中源节点到此多播节点的路径,使其满足相应的可靠性要求.3.针对网状网络和网络节点功能不同的光网络路由和波长分配问题,提出了一种基于节点功能的多波长光网络分布式路由与波长分配算法.该算法中引入了波长等价弧和等价网络等概念,建立了具有节点功能区分的WDM多波长光网络模型.此外,从理论上证明了算法的可行性和最优性.4.研究了不同网络状态下具有负载均衡能力的路由选择和波长分配问题.提出了两种基于链路状态分级的路由与波长分配算法,分别为链路等级优先的动态路由与波长分配算法(LFLSDRAW)和满足等级要求的动态路由与波长分配算法(RLSDRAW)算法.与其它算法相比,以上算法具有较强的负载均衡能力,可以有效降低网络的拥塞概率,具有一定的优越性.5.针对WDM光网络性能优化问题,从系统学和经济学的角度出发,分析了光网络拓扑设计、路由选择、波长分配分别对光网络性能的影响.光