边界网关是连接骨干网与社区网的重要设备。近几年来,随着骨干网的大规模建设升级、用户接入以及宽带技术的普及,网络瓶颈逐渐从核心路由器转移到边界网关。一方面,在以太网及接入网技术的推动下,社区宽带网迅速发展;另一方面,核心路由器架构的进步和密集波分复用(WDM)技术的普及,使骨干网容量达到太比特每秒(Tb/s),这使得边界网关日益成为宽带IP业务发展的制约。与此同时,随着Internet应用的快速发展,尤其是网络多媒体应用的日益丰富,网络业务的种类也越来越多,而不同种类的业务也在要求不同的服务模式及服务质量(QoS)。QoS机制是网络的一种服务机制,用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。当网络过载或拥塞时,QoS能确保重要业务不受延迟或丢弃,同时保证网络高效运行。边界网关的QoS机制在很大程度上决定了整个网络的服务能力及用户满意度,因此,对边界网关的QoS机制研究具有非常重要的工程意义。　　本文通过分析近几年来国内外的研究成果,着重研究了边界网关QoS机制中下述三个问题:　　(1)网络拥塞时常会发生在边界网关中,这是由于核心网的带宽一般大于接入网,数据包从核心网进入接入网时经常会导致网络拥塞。我们根据当前网关内各业务对实时性要求的不同,动态地划分业务的优先级,并且根据不同的优先级采用不同的压缩算法对数据包进行压缩,以进一步减少带宽需求。OPNET下的仿真表明我们的动态优先级算法能有效地降低网络带宽的开销。　　(2)考虑到网络拥塞时数据包的丢失是不可避免的,而重传数据包有时会使网络拥塞变得更加恶化,因此在接收端采用修复技术以减少数据包丢失就变得很有意义。我们通过Gilbert模型分析数据包的丢失特征,根据当前的丢失特征,在发送端动态地调整附加冗余信息的数量和方法,通过修复网络环境中丢失的数据包,减少数据包的重传,以降低对带宽的需求。为了更有效地实现数据包的修复,我们还使用了较大且非连续的指数差值。OPNET下的仿真表明我们的方法对降低数据包的丢失率起到了相当的作用。　　(3)资源利用率与服务质量QoS之间的内在关系一直以来都是网络研究的重要内容之一。链路超订技术(link overbooking)是提高网络利用率的常用方法,但目前在QoS约束条件下很难准确地确定合适的超订因子(overbooking factor)。目前的超定技术只支持到分类队列一级,如果对整个分类队列的链路进行超订,网络拥塞将会影响到该队列中的所有流,甚至是那些具有高优先级的流。因此我们提出了一种针对单条流的投机性链路超订OLO算法来提高网关的链路利用率。我们的基本思想是:一旦高优先级流的准专用链路空闲时间大于指定阀值,链路将暂时超订给低优先级流。当高优先级流后续数据包抵达时,则以一定的时延为代价,将链路恢复到超订之前的状态。为分析OLO算法的效能及对QoS的影响,我们开发了基于限定包时延的排队模型,借助于模型分析揭示了不同业务模式下的链路超订因子、包丢失率及时延之间的内在关系。　　本文针对上述的问题进行了深入研究,编写了典型的仿真场景,并通过广泛而细致的仿真验证,显示了所提出方法的有效性,对提高边界网关的QoS性能具有相当的指导意义和参考价值。