网络管理的最终目标是实现网络状态实时监视和网络设备自动控制。但目前的网络管理系统还仅能实现单向监视功能，在实时控制、故障自动恢复方面存在较大不足。为了解决这两个难题，本文以图论、控制论为理论基础，研究网络故障自动管理、网络设备自动控制和网络管理技术测试床软件设计三个问题。 为了实现自动网络故障管理，论文中定义了一组映射规则，将物理计算机网络抽象成图。以图为基础，文中提出了扩散法自动网络故障管理算法DAFMA，并对该算法的正确性、时间复杂性做了严格分析与证明。算法DAFMA执行过程中，需要自动故障效果分析算法支持，文中设计了故障效果分析判定算法，并给予证明。DAFMA对可能故障点集、可能故障边集处理，从本质上解决了网络故障管理顺序性；故障效果分析判定算法，求解出导致故障现象的可能故障原因全集，即给出了故障原因判定的最大时间、解空间复杂度。这无论是对自动故障管理算法理论研究，还是工程实现，都具有重要意义。两个算法均以矩阵运算为主要操作，因此具有可量化计算、判断的特点。为了演示算法DAFMA的执行过程和有效性，文中示例了四类典型网络故障现象的算法执行流程。 论文从网络管理模型出发，经演化推理将其映射为网络闭环控制模型。选取合适的控制器采样周期是网络实时控制系统设计必须面临的问题，文中根据网络管理系统特有的性质，提供了采样周期选择原则。交换设备和主机在软硬件支持上有很大差异，本文将网络控制系统分成交换设备控制系统和服务器控制系统两类，并对每类控制系统的工程实现方法给出了详细方案。文中给出了一个遗传算法计算服务器接入控制系统。该实例描述了网络控制系统的设计方法、控制器方程、控制效果分析与控制器改进等控制系统设计中的必需步骤。网络控制模型研究是实现双向、自动网络管理的必要前提。 为了深入研究网络管理技术、客观评价新算法，论文提出新算法应在真实网络环境中进行测试。为了提高控制器研究速度、降低测试软件设计难度与工作量，建立网络管理技术测试床是网络管理技术研究的必需工作。论文分析了测试床软件特定的设计需求，设计了一个较为开放的测试床软件体系结构，并对数据通信构件、数据库管理构件、采样器控制构件等关键软件模块给出了详细设计方法。通过对被管网络规模、网络管理模型、技术发展趋势的分析，证明该测试床软件体系结构具有良好的可扩展性。