以以太网技术为基础的工业以太网是工业控制网络未来的发展方向，但先天不足的MAC机制，导致以太网本质上不具备传输实时性与延时可确定性，实时性始终是工业以太网致力于解决的难点。企业综合自动化要求下，工业以太网成为承载各种类型信息并能够满足不同QoS（Quality of Service）要求的汇聚网络，具有不同QoS需求的不同类信息庞杂交织，使工业以太网对工业数据实时传输的保障变得更加艰难。实时以太网国际标准虽然能够实现对工业数据的实时传输，但它们对常规工业以太网采用的不同实时扩展技术而导致任意两种标准对工业实时数据的传输都不具备互操作性，丧失了工业以太网的真正意义。因此，实现常规工业以太网的实时性，在确保工业生产控制数据传输延时前提下，兼顾满足其他信息类型的传输服务质量要求，对整个世界的工业发展具有极其重要的意义。　　对通信网络的传输要求取决于网络所承担的通信任务。为明确工业以太网的传输功能及实时性要求，对工业以太网特有网络特征、信息组成、每一种信息特征及QoS要求进行了全面而具体的分析。为明确产生工业以太网端到端延时的各网络环节，分析了网络端到端延时的构成、各组成成分产生的环节及原因，建立了网络端到端延时的计算模型。通过对实现工业以太网实时性QoS策略的分析，确定了实现QoS机制的网络传输环节与手段。在工业以太网网络背景下，通过仿真研究了网络传输延时中各组成成分所占比重，并验证了网络拥塞管理与拥塞避免是控制网络端到端延时的决定因素，奠定了本文的研究基础。　　为减少网络传输延时中的可变延时成分，实施了节点QoS控制，在网络端节点与转发节点中分别实现了QoS，并设计了支持其QoS实现的端节点协议栈模型与转发节点输出端口的QoS结构。在此基础上，为了能够保障网络拥塞发生时工业实时数据的实时传输，并同时兼顾其他信息类型的传输延时要求，提出了变量子值DRR队列调度算法QV-DRR。在一般信息网络和工业以太网背景下，选择PQ与DRR调度算法作为比较算法，在转发链路容量充足和拥塞两种情况下，对各种类型数据的网络传输延时进行了仿真研究，验证了QV-DRR算法能够在为工业实时数据提供传输延时保证的同时，为其它类型数据类型的延时提供适当的服务质量。　　网络拥塞是控制网络可变延时的决定因素，为了避免网络拥塞，对QoS路由算法进行了系统的研究。为解决蚁群路由算法中蚂蚁在网络中寻径时出现的卡住问题，提高路由算法本身的寻径性能，详细分析了蚁群算法与蚁群路由算法在寻径机制上三处本质上的不同，得到了发生蚂蚁卡住现象的原因。继而对蚁群路由算法的寻径机制进行了深入的研究，提出了持续性寻径方法，使蚁群路由算法中蚂蚁卡住问题与循环路径构建问题同时得到解决。选择蚂蚁抛弃与蚂蚁新生寻径方法作为比较，对采用新寻径方法的蚁群路由算法进行了仿真研究，结果验证了所提方法能够使蚁群路由算法的最优寻径能力获得提高并能够提供更多优良的次优路径选项。　　有限网络资源条件下，避免网络拥塞的最主要方法是均衡网络负载，使网络资源利用率最优化。为此提出了在工业以太网中应用QoS多路路由算法，并对采用前述蚁群路由算法来获得各类型数据传输的备选路径集的具体实现进行了分析。为能够最有效地利用网络资源，同时减少路径集的获得时间，进一步提出了QoS不同类多路路由算法，能够于一次获得的路径集中同时为具有不同QoS要求的流量选择传输路径。为使不同类多路路由的算法能够得以实现，结合工业以太网中不同数据的不同QoS需求，对QoS度量参数选择、不同业务路径分配策略及路径选择的相关性进行了深入的分析与探讨，并建立了工业以太网中不同类多路路由算法设计的数学模型，同时对基于蚁群路由算法的不同类多路路由实现中的难点逐一解析，并在其后的具体算法中给出了解决方案，为以后的研究与实现奠定了良好的理论基础。