在过去的二十多年里,Internet得到迅猛的发展,大量的网络商务应用、多媒体应用应运而生。随着网络流量的大幅增长,网络拥塞日益严重,但是对于这个问题,至今还没有一个完美解决方案。TCP所采用的拥塞控制算法控制不够平稳。由于协议自身局限性,TCP协议不适用于高时延环境,不能有效利用链路带宽。针对现有问题,根据现代控制理论提出的自适应比例积分(PI)速率控制协议,通过在中间结点引入拥塞控制器,可达到较高的链路利用率,较低的排队时延,较小的丢包率和极好的公平性。本文针对PI速率控制协议机制进行了详细的理论分析;并在控制系统模型的指导下,根据理论公式,使用严格的数学理论进行化简,得出较为简洁高效的表达式,以切合实际编程使用;同时,本文分析了在Linux内核下实现该协议所需要解决的关键问题,如:选择何种内核版本,如何进行模块化实现,协议栈层次设计,如何实现内核浮点数计算,如何选择控制时机等,并给出了解决方案,同时将该协议与XCP协议进行了比较。随后,本文给出了在搭建实验床过程中若干问题的解决方案,并设计实验场景,以便研究真实环境下PI速率控制器的性能以及存在的问题。实验结果表明该协议控制准确有效,具有较高的带宽利用率,良好的稳定性、公平性、收敛性和鲁棒性。最后本文指出了该协议下一步改进的方向。