随着IP骨干网上的流量急剧增加,传统的IP路由方法不能对流量进行合理的分配,导致网络的某些链路有可能出现拥塞而同时其他链路未被充分利用。网络拥塞不仅会降低网络性能,而且会使互联网服务提供商(ISP)无法保证客户的服务质量(QoS)要求。为了更充分利用网络资源,提供更好的服务,使用高效的流量分配方法非常重要,IETF(Internet工程任务组)提出了流量工程和区分服务模型。大型IP网络主要使用OSPF协议或者IS-IS作为其内部网关协议,流量路由的计算和分组转发是通过一组链路权重引导的,因此优化配置链路的权重对网络中负载均衡和资源的有效利用具有决定性作用。近年来出现了许多启发式搜索算法来寻找最优的权重设置,例如遗传算法和禁忌搜索算法等。单链路失效严重影响网络的性能,在网络优化时希望配置的链路权重能有效的应付单链路失效,并且优化算法在计算复杂度和网络规模上的可扩展性好。本文主要针对IP网络中存在诸如带宽需求、时延、成本、ECMP等多种复杂约束下,对无失效场景和单链路失效场景下的链路权重设置进行了相关优化研究。本文首先在第二章中针对IP网络权重设置优化问题的NP-Hard特性,用遗传算法、禁忌搜索和HillHopping等优化算法来对IP网络权重进行优化,并分析对比了其优化性能。第三章作者研究了IP网络无失效场景下的多目标优化问题,提出了基于遗传算法的多目标优化算法,其优化目标为保证负载均衡同时让路由跳数和尽量小。第四章对出现单链路失效的网络进行了优化研究。首先介绍了IP骨干网络中失效的统计特征和分类。然后,针对部分关键链路引发网络拥塞的特点,提出一种基于关键链路资源预留的优化算法,仿真表明该算法使得网络的生存性得到了显著提高。第五章描述了用于IP网络优化研究所开发的仿真软件平台。该平台使用方便,通用性好,适用于实际的IP网络权重优化配置中。