QoS多播路由是QoS网络体系中一个非常重要的组件,它的目的是寻找一棵满足QoS约束的最优多播树,使得在满足每个组成员的QoS需求的同时,可以更加有效的提高网络资源利用率,改善整个网络的吞吐量。近些年来,QoS多播路由的研究得到了广泛的关注,并且提出了许多QoS多播路由协议和算法,然而依然存在着许多问题没有很好的解决,其中协议和算法的可扩展性是一个难点问题。对于QoS多播路由协议而言,影响协议扩展性的一个重要因素是控制消息的数量,泛洪搜索或多路径搜索虽然会使寻路成功率提高,但会导致控制消息数量呈指数级增长。而时间复杂度则直接影响QoS多播路由算法的可扩展性,如何在短时间内快速找到全局最优解依然是目前的研究热点和难点问题。除了在设计协议和算法本身的角度需要提高可扩展性外,从服务模型的角度考虑可扩展性也是十分重要的,区分服务模型以其较好的可扩展性成为最有可能在下一代网络骨干中应用的模型,然而它只适合于点到点的单播,由于传统多播模型的点到多点的结构以及组成员动态性和随机性的特点,使得在区分服务网络中的多播存在的非预留资源子树(NRS:Neglected Reservation Subtree)、可扩展性、异构性以及服务类间的公平性等问题。本文从研究现有多播通信模型以及QoS约束的多播路由协议和算法出发,首先提出了可扩展的QoS多播路由协议MRPQoS(Multicast Routing Protocol with QoS constraints),它将局部搜索与全局搜索、多分支搜索与单分支搜索有机的结合在一起,有效解决了同类协议消息复杂度高、寻路成功率低以及连接建立时间比较长等问题。接着利用禁忌搜索的特点,提出了基于禁忌搜索的QoS多播路由选择快速优化算法TSQMA(Tabu Search based QoS Multicast Algorithm),有效地引导搜索快速逼近最优解,克服了已有算法过于复杂而难以实施的缺点,更加适合在组规模比较大的情况下应用。最后,通过研究分析区分服务网络体系结构与现有多播模型之间的矛盾以及现有解决方案的优缺点,提出了适合于区分服务网络的多播模型DMM(DiffServ Multicast Model)和适合于区分服务网络的分类的多播路由算法PQMRD(Per-class Qos Multicast Routing in Diffserv networks),提高了网络资源利用率,同时可以更加有效的解决NRS、扩展性问题、多播组成员的异构问题以及服务类间的公平性问题。