随着计算机和通信技术的广泛应用和快速更新，网络正朝能够支持大量应用并具有可扩展性的高速网络方向发展。由于网络用户的爆发性增长，新业务类型的不断出现，高速网络承载的通信总量最近几年有了巨大的增长，这使得网络QoS(服务质量)控制面临着越来越严峻的考验。其中，如何对高速网络进行有效的性能分析和资源管理，以及如何提高高速网络的使用效率和接纳控制能力都是当前急需解决的问题。因此本论文对高速网络中呼叫阻塞率的快速计算、带宽资源的优化分配以及连接接纳控制机制进行了研究。 网络业务流自相似特性的发现是近十年来网络研究领域最重要的研究成果之一，传统的基于泊松过程的流量模型并不能很好的描述这一特性，越来越多的学者着力于有关自相似性的网络流量模型和基于自相似流量模型的控制的研究。但由于自相似业务难于建立准确的模型且数学解析比较困难，因此该领域的研究还有待继续深入。论文接着对自相似业务流的多重分形建模和自相似业务流的排队性能进行了研究和分析。 本论文总共有以下六个方面的研究内容： (1)研究了在大规模高速网络条件下呼叫阻塞率(Call Blocking Probability，CBP)的快速计算方法。传统的Kaufman算法和卷积算法在大规模高速网络中计算呼叫阻塞率时容易出现计算溢出，而某些近似计算方法得到的精度又不高。利用溢出避免预处理机制和FFT(Fast Fourier Transform)算法提出了一种快速计算呼叫阻塞率的快速算法，该算法避免了传统算法在大规模网络中容易计算溢出和计算速度慢的缺点，实现了对呼叫阻塞率的快速、高精度的计算。 (2)研究了大规模高速网络中带宽资源的快速优化分配方法。基于网络的呼叫阻塞率(CBP)对大规模高速网络进行动态带宽分配管理是一种有效的网络优化方法。但是，如何在指定CBP和业务流负荷条件下求得带宽值是带宽分配研究中的难点问题。利用快速算法可以精确描述整个网络状态空间概率密度的特点，通过快速建立“带宽～呼叫阻塞率”之间的表格，并采用二分查表法实现网络带宽资源管理中的带宽资源查表分配思想，完成了高速网络带宽资源的快速分配和优化分配。 (3)研究了多媒体网络中具有公平性的连接接纳控制机制。在多媒体业务流量比较大甚至接近满负荷的情况下，使用常用的连接接纳控制机制往往会出现窄带业务排挤宽带业务的情况，这使得网络中多个业务之间存在不公平性。将时延预留思想引入多媒体网络的连接接纳控制中，并通过简单的计数门限方法来控制处于时延预留的连接，保证了各个业务之间的公平性，同时有效地提高了多媒体网络的网络利用率和各业务的接入成功率。 (4)研究了多优先级多媒体网络中的时延预留接纳控制机制。在网络向着区分服务和多媒体业务发展的趋势下，将时延预留思想引入具有多优先级的多媒体网络中，通过对不同优先级业务采用不同的时延门限来控制业务的接入，提高了该多优先级多媒体网络的网络利用率，在保障了对高优先级业务服务的同时也对低优先级业务提供了良好的服务。 (5)研究了网络业务流的多重分形建模。针对网络业务流具有多重分形特性的特点，将可以描述网络业务流波动情况的GARCH模型和可以描述网络业务流长相关特性和短相关特性的FARIMA模型引入网络业务流的多重分形建模中，提出了一种改进的FARIMA/GARCH组合模型，较好地实现了对网络业务流的多重分形建模。另外，我们还讨论了改进的FARIMA/GARCH组合模型在网络业务流预测中的应用。 (6)研究了自相似网络业务流的超爱尔兰分布排队模型的具体排队性能。由于相位类型分布可以用来表示各种类型的概率分布，在利用通用的相位类型分布一一超爱尔兰分布拟合具有自相似特性的网络业务流分布函数的基础上，通过建立M/Herd/1/K排队模型以及利用矩阵几何分析方法，我们获得了该实际网络业务流的具体排队性能分析结果，分析结果体现出该业务流与传统泊松过程完全不同的自相似本质特性。 本论文主要创新点如下： (1)利用溢出避免预处理机制和FFT算法实现了在大规模高速网络条件下呼叫阻塞率的快速计算，并在该快速算法的基础上提出了带宽资源查表分配思想，实现了大规模高速网络带宽资源的快速优化分配。 (2)将时延预留的思想分别引入多媒体网络和多优先级多媒体网络的连接接纳控制机制中，有效地保证和提高了多媒体网络的公平性、接入成功率以及多优先级多媒体网络的网络利用率和各类业务的服务。 (3)将GARCH模型引入网络业务流多重分形建模中，充分利用FARIMA和GARCH模型的特点，提出了一种改进的FARIMA/GARCH组合模型实现了对网络业务流的多重分形建模。 (4)采用超爱尔兰分布拟合算法和矩阵几何分析方法，建立了实际网络业务流的M/Herd/1/K排队模型，获得了该自相似网络业务流排队性能的矩阵几何解。