准确、高效地掌握网络拓扑信息在网络监控、网络管理、故障定位、流量分析等方面都有十分重要的作用。掌握网络拓扑结构信息通常包含两方面的内容,一是通过网络测量的手段获取网络拓扑结构,二是通过网络可视化的方法对网络结构进行直观展示。对网络拓扑结构获取问题,网络层析成像由于不依赖网络内部节点协作,因此被认为是获取网络拓扑结构的一种有效方法。但是现有网络层析成像方法通常基于网络平稳的假设,对实际非平稳网络中拓扑结构的测量往往误差较大。对于网络拓扑可视化,现有的方法一般着重拓扑的逻辑结构,然而随着地理信息系统的发展,地理位置信息在网络拓扑中的地位越来越重要,结合地理位置对网络拓扑结构进行展示将有利于更加高效地了解网络拓扑结构信息。针对以上问题,本文开展互联网拓扑测量及可视化研究,并在此基础上研制互联网拓扑测量及可视化系统,主要贡献概括如下:1、针对已有的网络层析成像方法在实际网络中不适用的问题,本文提出了一种基于时延信号匹配追踪的网络拓扑估计方法。该方法在获取网络终端节点的时延信号以后,用匹配追踪的方法对时延信号进行分解,并将分解得到的原子信号系数作为特征组成特征向量,用聚类的方法对拓扑进行估计。2、针对当前缺少将网络拓扑布局到指定区域内的有效方法的问题,本文提出了一种不规则区域内的网络拓扑可视化方法。该方法将不规则区域内的网络拓扑布局问题转化为凸多边形内的圆形拓扑扩散问题,不仅保证了拓扑的逻辑连接清晰,还大大减少了区域内的空白,使布局更为均匀美观。3、根据上述需求,本文设计实现了一个互联网络拓扑测量及演示系统。本文从设计背景、详细实现以及系统测试三个方面描述了整个系统。本文通过仿真对提出的网络拓扑估计方法进行了分析,证明了基于时延信号匹配追踪的网络拓扑估计方法对网络拓扑估计的有效性,并且通过多种情况下的测试,证明了本文提出的拓扑布局方法在不规则区域中的适用性。