因特网拓扑研究已成为网络研究中重要的基础性领域，因特网拓扑的多层面，特征的多重性，结构的复杂性和庞大的网络规模，为拓扑特征推断和建模带来了巨大挑战。本文对因特网拓扑特征推断与建模进行了研究。主要内容如下： 拓扑特征可视化方法研究：拓扑可视化方法对大规模复杂网络研究具有重要的基础意义和应用潜力，我们提出一种简单的可扩展的大规模复杂网络拓扑可视化工具BOSAM，采用基于节点序号有序排列的邻接矩阵位图可视化，直观清晰表示拓扑特征．通过设计排序规则可灵活显示不同拓扑特征。 拓扑相关特征和时间演进特征推断研究：(Ⅰ)度相关特征在大规模复杂网络建模中的重要性已得到认识，但其有效刻画是一个难题，提出利用BOSAM描述大规模网络度相关特征的有效方法。研究发现：BOSAM图包络线具有的尺度特性反映了最大邻点度条件(MND)分布的尺度特性;包络线组可作为拓扑分析的图形模板：MND分布满足分形尺度特性和无尺度特性的图分别具有单形态模板和无尺度模板。利用这些特征可形成实用的拓扑推断分析工具，对因特网AS图无尺度单形态模板的发现则为因特网拓扑演进机制推断和建模研究提供了新视角。(Ⅱ)基于过去十年的实际测量对因特网AS层拓扑进行了目前时间跨度最大的演进分析，发现了网络规模扩张模式的多样性，拓扑动态波动程度的显著性和统计特征稳定性的增强趋势，为演进机制建模提供了基础。 基于地理覆盖特征的ISP商业部署策略推断分析：现有研究将因特网拓扑演进视为客户选择的结果，我们提出AS商业部署策略在拓扑形成中的影响潜在却更为基础的新观点，并从地理特征视角对AS提供商部署策略进行推断分析．提出AS泛覆盖区和覆盖区的概念，设计了利用公开数据源的有效推断方案．分析发现AS全局覆盖的连通倾向和尽力扩张服务区域的策略取向．研究表明商业部署策略在拓扑形成中的作用不容忽视，并且地理覆盖特征与拓扑特征无关。 网络拓扑建模：目前尚无对拓扑和空间特征精确模拟的拓扑模型，我们提出了一组拓扑模型，通过引入复合测度关联并控制两种特征．这些模型实现简单，可扩展性好，并可适应不同的空间、空间分布和拓扑分布。 基于拓扑的网络性能研究：(i)对P2P网络中内容的拓扑空间稳定度进行理论分析，揭示了内容空间特性与流行度分布的关系，有助于认识文件分布特性与拓扑空间的关系．(ii)可靠QoS路由可通过多约束分离路径实现，我们证明了多约束链路/节点分离路径问题的NP完备性，分析了构造精确算法的困难性，并提出一组优于已有算法的启发式算法．总之，本文在拓扑分析方法，拓扑特征推断和建模方面的工作以因特网为重点研究对象，但方法论和建模方面的研究成果则以大规模复杂网络为背景。