经过几十年的发展，互联网已经形成覆盖全球的通信网络基础设施，其成功在很大程度上要归功于TCP/IP协议簇简单高效的分层设计思想。TCP/IP协议规定所有的互连网络都受到平等对待，这种平等对待的理念使得TCP/IP协议体现出较好的兼容性，加上其具备的简洁通用等优点，逐渐成为互联网最重要的基础协议。而近年来，IP技术的承载和被承载功能更是被形象的称为“Everything overIP，IP over Everything”，并已成为网络业界重要的研究和发展方向。IP技术也被认为是实现未来网络融合的基石和各种业务统一承载的平台。　　 随着IP网络应用环境和用户需求的增长，IP承载网络系统复杂性日益增加，而传统IP技术简单、开放、缺乏有效的控制和管理机制，以及“尽力而为”的服务方式，导致IP网络管理愈加困难，网络元素缺乏智能的自适应能力，系统整体性能缺失。认知网络技术被认为是提高网络整体性能、简化网络管理、增强网络自主性的有效方法。在这种背景下，如何将认知网络技术应用于IP承载网的优化管理中将是一个重要的研究问题。　　 本文围绕这一问题，基于对当前IP承载网络现状和发展趋势的总结和分析，研究认知网络的关键技术及其在新型IP承载网架构下的具体应用。本文的主要工作和贡献包括：　　 1、针对现有IP承载网络缺乏相应QoS机制、复杂性高、管理维护困难等问题，在基于重叠网技术构建的新型IP承载网架构下，提出重叠网节点基于认知网络技术的认知环设计，以及该架构下分布式网络管理的功能划分模型。阐述认知环中各个组成部分的核心功能和基本工作流程；同时，引入模糊逻辑理论用于解决IP网络管理过程中面临的信息不确定性和不完整性等问题；此外，借鉴基于策略的网络管理方法，简化网络管理的难度和复杂度。　　 2、基于认知网络技术，提出一种基于承载状态感知的网络出口路径动态选择方法及具体应用。该方法依据对网络状态的实时感知，动态的选择最佳出口路径，并基于策略路由的基础之上，实现策略路由的动态配置，使得系统能够自适应的依据网络变化进行调整。基于策略路由的动态策略配置不需要对现有的路由协议进行修改，能够完全兼容存量网络，并可以在现有网络上得到应用。　　 3、基于以上的研究基础，提出一种基于并行模糊控制和多准则决策的网络业务流带宽分配方法及具体应用。该方法采用并行模糊控制的方式实现对网络承载状态和承载业务流状态的感知，极大降低由于输入变量增多带来模糊控制规则指数级增长的问题；同时引入多准则决策的方法，使得带宽分配方案能够充分考虑业务流的诸多QoS需求及其动态变化特性。结合对网络承载层状态和业务状态的综合分析，该方法对业务流带宽分配的方式更具有合理性。　　 4、设计实现基于认知网络技术的新型IP承载网实验验证系统。基于以上对认知网络技术在新型IP承载网中的研究，阐述系统原型中各个功能模块的需求和详细设计，以及各关键模块和模块之间的主要关系，通过实验展现该体系结构和关键技术设计的正确性和可行性。系统采用模块化设计的方式，各个功能单元可以方便地进行扩展，使得系统功能延伸更为便利。　　 5、提出一种将认知网络技术应用于未来网络体系结构中的设计方案。基于认知网络技术构建的未来网络控制层能够感知底层虚拟化资源和上层业务需求的动态变化特性。以满足业务动态需求为目标，控制层通过对虚拟化资源的自适应调整来满足上层业务的最小需求，从而在不影响业务服务质量的前提下，避免了出现资源过渡供应的问题，达到优化资源利用，增强系统服务能力的目标。