We leven in een wereld vol toepassingen van communicatienetwerken; radio, tv, telefonie en het internet behoren tegenwoordig tot ons dagelijkse leven. Niet alleen vinden we deze netwerktoepassingen vanzelfsprekend, we stellen er ook strenge eisen aan: goede geluidskwaliteit, een betrouwbare verbinding, snelle gegevensoverdracht... Om aan de hoge kwaliteitsverwachtingen te kunnen voldoen, is een diepgaand begrip van de werking, het gedrag en de prestaties van communicatienetwerken onontbeerlijk. In dit doctoraat bestuderen we discrete-tijd-wachtlijnmodellen, een wiskundig concept voor wachtlijnsystemen zoals we die kunnen terugvinden in de knooppunten van communicatienetwerken en in transport- en productiesystemen. In een wachtlijnsysteem komen klanten samen en wachten hun beurt af om een dienst te ontvangen. Bij communicatienetwerken zijn deze klanten informatiepakketten en bestaat de dienst doorgaans uit het verzenden van het pakket naar het volgende knooppunt. We vertrekken vanuit een algemeen model en bestuderen enerzijds twee situaties waarin het bedieningsmechanisme wordt aangepast op basis van specifieke kwaliteitseisen en beschouwen anderzijds twee methodes om gegevensstromen waarheidsgetrouw te modelleren. Telkens gaan we via wiskundige analyse op zoek naar exacte uitdrukkingen voor belangrijke prestatiematen zoals de gemiddelde lengte van de wachtlijn en de gemiddelde wachttijd van de informatiepakketten. We illustreren de impact van de modelparameters door middel van talloze numerieke voorbeelden.