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本文围绕用户通过无线局域网与Internet中的服务器通信中若干关键问题进行模型和算法研究,贡献及创新点包括以下几个方面：1802.11无线局域网MAC层的有限负载模型。首先,用户通过无线局域网与Internet服务器相连,无线局域网的性能直接关系到用户与服务器通信的性能。无线局域网的MAC层协议对于无线局域网的性能发挥着重要作用。我们提出了一种有限负载条件下802.11 MAC层协议的数学模型,该模型利用二维Markov链分析了802.11无线局域网节点的退避过程及空闲等待过程,通过求解Markov模型的稳态概率,计算出802.11无线局域网MAC的吞吐量,并得出802.11 WLAN MAC层接入延时。我们根据模型结果,首次提出了802.11MAC在饱和与非饱和临界条件下的不稳定问题,并通过仿真验证了分析结果。2多跳无线局域网的MAC层优化协议。当前的单跳无线局域网存在着覆盖范围小等问题,目前IEEE 802.11s工作组正在制定一种多跳的Mesh WLAN标准,因此多跳的802.11无线局域网是无线局域网研究的前沿课题。本文分析了多跳IEEE 802.11网络的节点传输失败原因的非对称性(即节点在不同传输方向上的导致传输失败原因不相同的特性),针对已有的802.11 MAC采用相同的失败重传机制存在的问题,提出在多跳IEEE 802.11 MAC协议中对于不同的传输方向采用非对称的退避机制,进而提出了MAC层优化协议DCF-CD。DCF-CD主要思想是：根据对节点传输失败概率和退避过程中时隙繁忙概率的估计,在节点进行传输失败重传时以计算得到的概率增大退避时间,通过提高多跳802.11网络中信道空间复用能力,来提高网络的整体吞吐能力。本文提出的优化协议不需要对物理层提供额外要求,降低了该优化协议实现的复杂度。3 Internet路由器主动队列管理模型与算法研究。用户与服务器在Internet上通信的关键问题是Internet拥塞控制,路由器主动队列管理是Internet拥塞控制的重要机制。本文中,我们根据TCP/AQM流体模型的分析提出了TCP/AQM系统稳定的充分条件。流体模型存在着不足,我们利用2-D Markov链提出了一种新的TCP/AQM时延闭环反馈模型,它不仅能有效地分析TCP发送窗口、路由器队列长度(排队时延)及路由器丢包率的平均值,还能通过Markov链的求解得到TCP/AQM系统重要参数的稳态分布。对于TCP-UDP混合流,本文研究了路由器TCP与UDP区分服务的队列机制,并将TCP/AQM Markov模型扩展为TCP-UDP/AQM模型,以分析UDP流对TCP/AQM系统的影响；同时我们提出了一种在单一队列中区分不同优先级UDP流的区分服务的主动队列管理算法,它能够通过对队列状态的估计调整丢包策略以减少UDP流的丢包率。4用户行为与流量模型和服务器参数优化算法。影响用户与服务器通信性能的另一关键问题是服务器拥塞控制。我们提出了用户行为与服务器消息流量的数学模型。我们根据对用户随时间行为变化的分析,提出了一种用户状态转移模型,根据用户行为与服务器消息流量的关系以及系统消息相互之间的关系,提出了服务器的流量模型。根据该模型可以估计到达服务器的消息流量,以用于设计服务器容量以及预测服务器潜在的拥塞风险。此外,我们分析了服务器中一种特殊消息队列QCVBA(集束式到达服务器带休假队列)的模型,并根据模型分析的结果提出了一种服务器的参数的优化算法。利用该算法,服务器能够在满足消息队列的QoS要求的前提下,获得最长的休假时间处理其它事务,从而提高服务器的性能。