传统的互联网体系结构目前在很多方面已不能适应网络应用的发展,网络体系结构的自治化(Autonomic)研究是当前网络体系结构研究的热点之一,自治网络是一种新型的网络结构,它具有灵活性、动态性、安全性的特点,能够自治形成适应网络节点及整个网络的多种网络操作策略,适应未来网络发展的需求。未来的自治网络应当提供多样化的服务质量QoS保证,并能够自动适应于网络环境的动态变化,满足不同用户的特殊需求。同时,未来网络的多业务特性决定了需要引入业务感知技术来改进传统的QoS机制,如何在未来的自治网络中实现业务的QoS保障成为当前的研究热点。本论文依托于国家863项目“广义上下文感知的自治网络体系结构模型研究”(CAANM),致力于自治化网络体系原型中自治QoS系统的设计和实现,立足于GANA 4D/A4D架构,设计基于自治控制环的CAANM QoS系统。在此基础上,对已有的IP QoS模型进行分析和改进,引入业务感知技术,设计一种基于业务感知的自治QoS系统,并探讨了其实施方式。论文首先对课题的相关背景技术进行了介绍,包括自治网络研究现状、IP QoS技术方案、IPv6技术和业务感知技术,并引出CAANM项目中采用的技术方案;然后就CAANM项目中自治控制环的设计进行了介绍,从网络、节点、功能和协议四个层次说明CAANM QoS系统的设计方案和工作原理,重点介绍了其中业务感知功能和队列调度功能的设计;随后介绍了基于业务感知的自治QoS系统的设计,包括需求分析、概要设计、详细设计和实施方式。论文最后对全文做出了总结,分析存在的不足和可能的进一步工作,并总结了本人在硕士研究生期间的工作和成果。