Hohe Effizienz -- definiert als das Verhältnis zwischen dem transportierten Verkehr und den dafür anfallenden Kosten -- und eine wohldefinierte Dienstgüte (Quality of Service) sind zwei sehr wichtige Ziele für IP Netzwerke. Hieraus ergibt sich die dieser Dissertation zugrunde liegende Fragestellung, wie man die Effizienz und Dienstgüte aus Sicht eines IP Netzwerkbetreibers (Internet Service Provider) optimieren kann. Wie diese Arbeit zeigt, hängt die Dienstgüte und Effizienz stark von der Netzwerkarchitektur, den Verkehrs- und Netzwerkanpassungsmaßnahmen (Traffic Engineering und Network Engineering), sowie der Anbindung an andere Netzwerke (Interconnections) ab. Aus diesem Grund verfolgt diese Arbeit einen systemorientierten Ansatz, mit dem die genannten Bereiche bezüglich Effizienz und Dienstgüte untersucht, optimiert und ihre gegenseitigen Abhängigkeiten berücksichtigt werden. Im Bereich der Netzwerkarchitekturen liegt der Fokus der Untersuchung auf Methoden zur Dienstgüteerbringung. In dieser Arbeit werden analytische Modelle zur Bestimmung und Untersuchung des Überdimensionierungsfaktors von reinen Best-Effort Netzwerken im Vergleich zu Netzwerken, die eine explizite Dienstdifferenzierung erlauben, hergeleitet. Darüber hinaus werden die verschiedenen Dienstgütearchitekturen der IETF in einer umfangreichen experimentellen Untersuchung evaluiert und verglichen. In diesem Rahmen wird auch ein Bandbreitenbroker für Differentiated Services Netzwerke entwickelt, der starke Dienstgütegarantien geben kann und gleichzeitig über ein Überbuchungssystem Effizienzsteigerungen ermöglicht. Neben der Netzwerkarchitektur wird die Effizienz und Dienstgüte eines Netzwerkes auch von der Interconnection-Struktur beeinflußt -- also durch die Art und den Umfang der Anbindung an andere Netzwerke. In dieser Dissertation werden mehrere Ansätze zur Optimierung der Effizienz, Zuverlässigkeit und Dienstgüte der Interconnection-Struktur aufgestellt und evaluiert. Es wird gezeigt, daß sich mit den entwickelten Strategien eine deutliche Kostenersparnis und Dienstgüteverbesserung erzielen läßt. Wie sich die mit der Netzwerkarchitektur und den Interconnections erreichbare Dienstgüte bzw. Effizienz mit Hilfe von Verkehrsanpassungsmaßnahmen (Traffic Engineering) weiter verbessern läßt, wird in dieser Arbeit ebenfalls untersucht. Schwächen existierender Ansätze werden aufgezeigt und behoben. Wegen des ständig wachsenden Verkehrsvolumens sind Kapazitätserweiterungen die wichtigste Netzwerkanpassungsmaßnahme (Network Engineering) eines Netzwerkbetreibers. Daher werden in dieser Arbeit Kapazitätserweiterungsstrategien entworfen und evaluiert, die unter anderem auch den Einfluß der verschiedenen Netzwerkarchitekturen und die Verkehrsanpassungsmaßnahmen des Betreibers berücksichtigen.