伴随着社会和科学的快速发展,计算机网络已经成为成为了几乎覆盖世界所有角落的庞大系统。伴随这计算机互联网规模的日益庞大,其每时每刻所产生的网络通信数据也成几何爆炸式的增长,直接推动社会进入大数据时代。而计算机网络通信数据在许多领域都有着不可替代的作用。然而,在现阶段对网络通信数据的利用并不是很理想,还存在着实时性差、误解率高的问题。而可视化分析技术的日益成熟,其强大的辅助分析能力体现的越来越充分。所以,对网络通信数据进行可视化分析是一个非常有意义的研究工作。针对网络通信数据的特点,以及在不同应用背景下用户对网络通信数据分析的不同需求,本文研究设计了多种可视化方案和相应的交互策略,在提高用户对繁杂网络通信数据的认知能力和分析能力。本文的研究工作主要有以下几点:(1)针对用户对网络节点之间的通信可达性关系分析的需求,提出了一种基于通信强度集束的平行坐标系可视化方法,通过定义可达性矩阵、通信强度矩阵,在统一视图下直观表现感兴趣节点、源节点、目标节点集合及其分布,以及它们之间的可达关系,以适合用户理解的强、中、弱三级概念对可达关系曲线进行模糊集束,并辅以适合的人机交互手段,达到局部放大、快速筛选的目的。(2)针对用户对某些特殊的网络通信行为分析的需求,总结出这些通信行为固有的通信模式及其特点,设计了基于平行坐标系的可视化方案,利用不同类型通信行为表现出的视觉特征,以及人眼的视觉发现能力,辅以人机交互手段,使用户可以对特殊区域进行筛选,提高其从繁杂的网络通信流中发现某种特殊的网络通信行为的能力。(3)常规的网络拓扑图仅能表现节点及节点间的关系,难以支持后续的网络业务结构分析等需求,本文提出了一种流量力引导布局算法,根据流量信息形成带有节点聚类的网络节点图,不仅能够展现节点间的连接关系,而且能够体现这种关系的流量属性以及节点的类属特征,通过交互手段,还可以辅助实现多粒度分析、活跃节点发现等功能。(4)针对用户在多层网络结构中对网络通信流承载关系分析的需求,提出基于层次布局的网络通信流可视化方案。针对计算机网络不同布局方式之间所具有的对应关系和差异性,通过对已有布局的局部调整,在统一的视图下清晰展现多层结构及其映射关系,辅助用户对网络通信流承载关系的可视化分析。