云计算、物联网、互联网等信息技术的快速发展,催生了类型各异的网络数据。作为现实生活中最常见的关系型数据,网络数据往往隐藏了复杂的信息。然而随着网络规模越来越大,节点连接关系越来越复杂,传统的文字或表格的呈现方式已难以满足实际的分析需求。为了揭示网络背后所隐藏的信息和规律,帮助用户更好地理解和探索网络,将其可视化是一种非常有效的方法。网络结构可视化使用点和线构成的图形图像来清晰呈现网络的拓扑结构,帮助用户把握网络的结构特征,进而辅助用户进行有效的分析和决策。大数据时代的网络规模不断扩大,导致用户对网络的理解难度也不断增加。如何清晰呈现网络的拓扑结构,帮助用户理解和分析网络,发现网络中潜在的信息和规律是急需解决的问题。为解决这些问题,本文从以下几个方面进行了研究:第一,设计了一种多层网络的可视化方法。当前复杂网络的研究还主要集中在单层网络。然而真实网络中节点的属性或功能往往具有比较大的差异,这些节点虽然相互连接,但无法简单叠加,从而形成了多层网络。相较于单层网络,多层网络的拓扑结构更加复杂。传统的单层网络可视化方法已无法有效呈现多层网络的拓扑结构。基于此,本文提出了一种针对多层网络的可视化方法。该方法会依据节点的属性,将节点划分到不同的网络层中。分层后的网络在缓解有限的可视化空间与数据过载矛盾的同时,还能清晰呈现多层网络中节点的连接关系。第二,设计了一套灵活高效的交互式探索策略。首先,依据网络节点的属性差异对多层网络进行可视化。然后,当点击多层网络中的节点时,视图切换至以圆环+节点连接图表示成分的层级网络。接着,当点击圆环时,会依据成分的结构特征,自动选择合适的布局方式,若为树结构,则采用树形布局,否则采用力导向布局。最后,提供了多种灵活有效的交互方式,以满足实际应用中不同的分析需求。这种自顶向下的探索式交互策略,实现了从高层次宏观结构到低层次局部区域逐渐深入的分析过程。第三,设计并实现了一个基于B/S架构的网络结构可视化系统。当前的网络结构可视化工具在表现方式、可扩展性、自主可控、依赖特殊环境等方面都存在不足。特别是近年来信息安全事件频发,软件自主可控的价值越发明显。基于此,本文依据实际需求设计并实现了一个功能丰富、跨平台、易部署的可视化系统,并通过测试证明了系统的有效性和合理性。