人类生活在一个充满着各种各样复杂网络系统的世界里,人们的学习、工作和生活都与这些系统密切相关,了解和掌握这些网络的结构、行为特征和发展变化对人类至关重要。对现实网络系统的建模分析是人类研究网络系统的最基本的任务之一,它可以帮助人们更好地认识和理解网络结构特征和网络性能的关系。网络研究的另一个重要任务是对网络进行拥塞控制和设计高效路由策略,这有助于避免网络拥塞,保障网络的畅通无阻,确保网络系统的稳定运行和功能的正常发挥。 本文首先对当今世界上人们广泛使用的Internet网络的拥塞控制进行了研究,包括对组播拥塞控制机制和对广泛用于拥塞控制的TCP吞吐量模型的研究；然后在复杂网络的范畴内,对中国的大学网站的结构进行了建模与分析；最后在无标度网络模型上进行了避免网络拥塞和提高传输能力的研究。 论文的主要创新工作如下： (1)通过深入地分析和仿真研究,为著名的实际通用组播拥塞控制协议(PGMCC)设计了两个新机制,自适应的慢启动阈值(ssthresh)和新的组代表(acker)切换机制,替换了原来的不合理方式,使改进后的协议在某些网络环境中(如acker频繁切换时)可以和TCP更公平地相处。 (2)提出了一种新的单速率组播拥塞控制方案(PGMTCC),它的核心思想是将TCP的一个著名变种(Sack TCP)的拥塞控制机制引入组播,以使组播在各种环境下都与Sack TCP表现几乎一样,从而解决TCP友好的难题；同时还考虑了反馈爆炸等可扩展性问题。大量的仿真表明,PGMTCC在各种网络条件下都比很多其它组播拥塞控制协议表现得更理想。 (3)在TCP友好拥塞控制协议中广泛应用的TCP吞吐量分析模型难以准确地估计TCP流量,本文提出以神经网络方式对TCP吞吐量进行建模的方法。经过离线训练得到了一个三层BP网络模型和一个模糊神经网络模型,它们在许多情况下都比原分析模型估算得更准确,并且用BP模型成功地替换了TCP友好速率控制协议(TFRC)中原有的分析模型,新的TFRC表现得更加TCP友好。 (4)基于复杂网络的理论方法统计分析了中国的三个大学网站,获得了网站的一些重要属性,并对它们进行了解释,同时分析了网站的导航性能和可用性,为新建和改进网站提供了指导。 (5)提出一种新的无标度网络的高效路由策略,以提高网络的传输能力,称之为加权路由策略。即对网络的每一条边加权,权值与该边的两端节点的度相关,然后数据包按照这个加权网络的最短路径路由。这样的路径可以更均匀地通过各个节点,发挥它们的传输能力,极大地提高网络的吞吐量。仿真显示,这个策略远比传统的最短路径策略优越,对很多结构的网络,可以极大地提高它们的吞吐量。