随着Internet规模的爆炸性增长以及向综合业务支持方向的不断演进，Internet遇到了在设计初期根本没有预料到的问题和困难。为了构建下一代网络，Internet的体系结构需要某种根本性的变革。为此，钱华林老师提出了层次式交换网络的思想。层次式交换网络为服务质量控制的实施提供了有利条件。本文基于层次式交换网络进行了服务质量控制相关机制的研究工作。 本文提出了层次式交换网络的服务质量控制模型。通过充分利用层次式交换网络拓扑结构与地址结构的匹配所带来的优势，结合区分服务模型的基本思想，层次式交换网络的服务质量控制模型与区分服务模型一样具有良好的可扩展性和实现简单性。利用资源预留协议为流在传输路径上预先预留资源，保证业务流可以获得满足其服务质量要求的网络资源，从而加强了区分服务模型的服务质量保证力度。层次式交换网络支持三种类型服务：虚拟专线业务、确保服务和尽力而为。对于虚拟专线业务，系统保证其具有较小的延迟、延迟抖动、丢包率；对于确保服务，系统保证服务的可用性，即使网络负载较重也能保证其可以获得一定的服务量。对于尽力而为服务，主要目的是兼容现有Internet的服务，不对其服务质量做任何保证。 本文提出了层次式交换网络的资源管理模型，即在每个节点域中设置专门的资源管理服务器，以集中方式管理节点域所属逻辑链路的带宽资源，整个层次式交换网络的资源管理由分布在每个节点域的资源管理服务器共同承担，资源管理基于不同业务类进行资源总量管理，并不为单个业务流维护相关状态。资源管理的集中与分散相结合、资源总量管理等措施可以保证系统的可扩展性和可靠性。同时，交换与控制的分离，有利于交换节点的高速、高效实现。 本文提出了节点域的资源分配与管理方法。对于虚拟专线业务，以峰值速率为其分配资源；对于确保服务，以平均速率为其分配资源。为了解决由于多种原因造成的资源隐藏问题，本文提出了一种资源预留记录的校正方法，通过控制业务流的资源预留记录与实际到达速率之间的偏差保持在可容许的范围之内，来提高资源利用率。本文讨论了不同服务类型业务共享资源的方法以及分配系数、过载系数的调节方案。 本文提出了基于层次式交换网络的资源预留协议。结合层次式交换网络中分组传输路径相对固定的特点和对现有资源预留协议的分析，层次式交换网络中的资源预留协议由发送方发起，采用one-pass机制，资源预留状态的维护采用“硬状态”方式。多种措施可以保证资源预留处理的灵活性、可扩展性，并大大降低了资源预留消息的带宽损耗和处理开销。 本文提出了一种用于确保服务业务的丢包率比例区分机制。通过对不同确保服务业务丢包率的实时测量结果来调节RED(WRED)队列的丢包概率因子，提供不同确保服务业务丢包率的比例区分，为ISP制订灵活的价格策略和用户在性能和代价之间进行平衡提供基础。