FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)是中国天文界提出的最灵敏、国际上最大的球面射电望远镜,它在深空探测、日地环境研究和国家安全方面具有重大的科学意义。而对FAST以太网控制系统网络的性能研究是FAST项目的关键技术之一,在如此之大的项目实施之前,对密云模型以太网控制网络的性能研究对于工业控制领域以及FAST项目的设计和实施都具有很好的理论和实际应用价值。课题重点研究了FAST以太网控制系统网络的拓扑结构和网络性能。首先,提出了k-连通网络拓扑控制算法,通过对不同规模网络的不同拓扑结构的连通概率和冗余度进行分析,从网络可靠性和经济成本的角度解决了FAST以太网控制系统网络中节点如何连线的问题。然后,针对该FAST以太网控制系统网络特殊的数据传送方式,在合理假设的基础上,对仿真模型的仿真粒度、流量模型、拓扑模型和协议模型进行设计。在此基础上,从实际应用的角度,用网络模拟器NS2(Network Simulator version2)在不同仿真场景下对密云模型控制系统网络不同的拓扑结构性能、带宽性能和拥塞控制性能进行仿真,统计分析了在各种场景下,网络的平均吞吐量、平均时延和丢包率。同时分析了FAST原型以太网控制系统网络在不同拓扑结构下的平均吞吐量、平均时延和网络丢包率。通过理论研究和大量的仿真实验,本文从实际应用和理论计算角度,分析了FAST密云模型中131个节点网络的整体性能,确定了最终的拓扑方案、带宽和拥塞控制策略方案。仿真结果表明,FAST密云模型131个节点选择五边形拓扑结构、100Mbps带宽和TCP/Reno拥塞控制策略时网络总体性能较好,此时网络的平均吞吐量较大,平均时延较小,丢包率较小,网络的传输效率以及带宽利用率较高。而FAST-2400节点以太网控制系统以七边形原则连接网络,网络的整体性能较好。