随着云计算在全球范围内的蓬勃兴起和广泛应用，互联网也经历了高速的发展历程，网络持续消耗的大量电力已经成为互联网提供商面临的关键问题。然而，由于传统互联网领域一贯秉承超额和冗余资源配给的设计原则，导致目前大量运行中的网络设备资源率利用率极低，造成了巨大的能耗浪费。随着设备级的网络能效优化方案日趋成熟，并且在工业界逐渐部署和推广，从网络全局的角度寻求能效优化方案以进一步挖掘网络的节能潜力成为构建绿色网络需要解决的重要课题。同时，减少网络资源以适应网络流量负载的节能思路不可避免将影响到网络性能，而保障服务性能是网络优化领域不容忽视的重要课题。因此，研究对网络能效与性能的优化问题具有重要的意义。　　针对网络能效与性能优化的目标，本文围绕不同的节能网络框架提出了三种节能路由和调度策略。特别地，本文研究了在采用具备休眠功能的设备构建的网络中考虑网络稳定性的节能路由方案设计、在采用具备速率缩放功能的设备构建的网络中兼顾网络延迟的节能路由优化技术以及在数据中心网络中保障网络流完成时间的在线节能调度算法设计三个方面的问题。对上述问题的分析和求解为构建绿色网络提供了新的思路，本文主要贡献归纳如下:　　1.基于休眠机制的分布式节能路由方案。针对已有的集中式节能方案存在的可扩展性差、依赖全局流量矩阵等问题，提出了一个高效的完全分布式节能路由方案。通过开创性地将链接状态转换和链接权重调整相结合，该方案可以让每个节点独立根据当前负载水平动态地决定相应的链接的工作状态，并且可以与任何运行OSPF路由协议的网络平滑兼容。基于真实网络拓扑与流量数据的实验结果显示，该方案平均每天可以带来超过45％的能耗节省，而每条链接的状态平均只需要转换两次。　　2.基于速率缩放机制的分布式节能路由技术。与很多已有的研究不同，我们的目标在于以分布式的方式优化全局网络能效的同时兼顾网络延迟，并且解决节能算法设计、机制构造以及具体实现三个方面的问题。通过加权的方式可以将两个优化目标合并为单一优化目标，在此基础上提出同时兼顾能效与延迟的双目标优化模型。然而，在没有全局流量信息且没有全局统筹调度的情况下，寻求该问题的全局最优解具有很大的挑战性。提出一个两阶段的分布式路由算法，并且从理论上证明按照该算法通过迭代的方式可以收敛到最优解，且分布式路由过程中可以保证不产生环路。围绕该算法，分别构造了在静态流量场景与动态流量场景下的节能机制，并且阐述了节能机制在实际网络中的具体实现。基于NS3离散事件网络模拟器的实验结果显示，不论是在人工生成的还是真实的网络场景下，我们的方案都可以在不引入明显额外网络延迟的情况下，显著节省网络能耗。　　3.基于速率缩放机制的数据中心网络流节能调度算法。与传统网络不同，保障网络流在其截止时间之前完成传输任务是数据中心网络中一个重要性能指标。研究在数据中心网络内保障网络流截止时间的在线网络流节能调度算法。与已有研究不同，数据中心网络流信息可以依据其上层应用与历史信息在一定程度上进行预测。提出一个基于区间的流预测模型刻画未来网络流的不确定性，并设计一个可行的在线节能调度算法，该算法可以整合预测信息以提高在线调度决策的性能。理论分析和实验结果均表明，提出的在线调度算法比未考虑未来流信息的在线调度算法有明显的性能提升。