分布式、自组织的P2P网络作为载体已经在网络中被广泛的应用。然而P2P网络的覆盖网拓扑结构成为影响应用服务质量的关键的因素之一。随着网络中信息的日益膨胀,覆盖网拓扑结构的日益复杂,如何有效的对拓扑网络进行优化是P2P技术研究的关键所在。随着越来越多的节点加入P2P网络,使得网络规模急剧扩大,同时网络中的节点除了动态加入或退出系统外,还面临各种异常状况导致其瘫痪,这些因素都严重影响着P2P覆盖网拓扑结构的稳定性,破坏了P2P网络系统的健壮性和可用性,。因此研究人员将更多的注意力放在如何快速、准确的探测P2P覆盖网拓扑异常的研究上,并根据以上研究制定了相应的拓扑异常修复策略。然而传统的拓扑异常探测算法,面对规模越来越大的P2P网络,暴露出效率低下、通信开销过大等不足。同时,现有的拓扑网络修复算法也遇到修复速度较慢、通信开销过大、修复后的网络通信效率低下等难题,难以应对变化越来越快的拓扑结构。因此需要一种能够有效解决上述问题的覆盖网拓扑异常探测策略以及异常恢复算法。本文在非结构化P2P网络环境下,针对传统拓扑异常探测算法通信开销大、传输效率低等缺陷,提出了一种基于流言机制的自适应周期网络拓扑异常探测算法。该算法中的节点不需要获取全局网络拓扑信息,就能够使得P2P网络中的每个节点自主确定数据发送周期,探测周围拓扑结构异常。通过理论分析和仿真实验证明,该算法具有通信开销小、收敛速度快、自适应性强等优点。在拓扑结构变化频率较快的网络环境下,该算法还能进一步减少通信开销,加快拓扑收敛速度。对于已经探测到的覆盖网拓扑异常,需要相应的算法进行修复,保证拓扑网络的连通性。因此本文提出了一种基于路径压缩优化的网络拓扑异常快速自恢复算法。该算法通过设计备用连接机制,使节点高效的维护每个邻居的备用连接点,在发现连接异常的第一时间做出反应;同时,这种机制可使拓扑网络具备可持续修复能力,在网络连续性多次发生大量拓扑异常时依然保证网络的连通性,提高网络的可靠性和抗毁性。节点在收取数据包的同时利用路径压缩优化来提高网络传输效率。通过理论分析和仿真实验证明,该算法通信开销小,网络抗毁性强,对网络传输效率有明显的提高。