随着互联网的飞速发展,用户、企业、运营商和政府对网络的要求也越来越高,这其中既包含了对服务质量的高要求,也包含了对网络安全的高要求。大量测量机构对互联网展开了大规模的测量,得到了海量的测量数据,这些数据中隐藏着互联网的拓扑结构、连通特性、基础设施运行状态等等诸多信息,研究者通过对这些信息的挖掘与分析,为网络建设和网络安全提供帮助。与此同时,也有很多研究者利用这些数据对互联网协议、路由等展开研究,以期可以得到网络中任意两个终端进行通信时经过的网络路径,从而为提升服务质量做保障。首先,本文通过收集公开的测量数据,结合IP定位技术构建了各大洲的IP级拓扑,通过对拓扑的结构进行分析得到了各大洲互联网发展情况。通过对连通情况的分析,得到了各大洲中占据重要作用的流量中转国家。这些结论可以用于指导互联网建设,有利于各国掌握其流量途径的国家,从而为保证其网络安全作出贡献。其次,在拓扑分析的基础之上,结合路由策略和自治域之间的关系,从多重图的角度出发,运用基于概率的分类模型提出了一种新的AS（Autonomous System）级路径推测方法——Prob Infer,用于推测互联网中任意两个终端间的AS级路径,使得互联网AS级路径推测的准确率相比现有最新方法有所提升。最后在拓扑分析和路径推测方法的的基础上,设计并实现了互联网拓扑分析和路径推测系统,通过系统可以实时分析互联网拓扑、推测任意两个终端间的AS级路径,并将结果用可视化技术呈现出来。