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随着网络规模的迅速增长,网络结构愈加复杂,网络管理的难度越来越大。通过网络拓扑推断技术获得网络拓扑结构并利用可视化技术将网络拓扑结构以清晰准确的方式进行展现,可以为网络管理员分析网络流量、定位网络故障和优化网络配置提供极大的帮助。基于被动测量的网络拓扑推断分为基于特定协议的网络拓扑推断和基于生存时间的网络拓扑推断。前者需要网络设备支持特定协议,例如OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先协议),该方法存在的问题是如果网络设备不支持特定协议,则无法推断网络拓扑结构。后者需要结合少量主动探测手段获取的网络路径推断网络拓扑结构,该方法面临着两个问题,一是推断的网络拓扑结构完整度较低,二是无法推断禁止主动探测的网络的拓扑结构。面对复杂的网络拓扑结构,如何以清晰直观的方式对其进行展示也是研究热点。现有的拓扑可视化工具只能使用特定格式的数据,不具备通用性。为了降低对特定协议的依赖,在减少探测数据包数量或不进行主动探测的情况下推断网络拓扑结构,并将其以清晰的方式进行展示,本文对基于生存时间的网络拓扑推断算法与可视化进行了研究。首先,介绍了网络拓扑推断与可视化的相关背景和发展现状,对网络拓扑推断算法涉及的相关协议进行说明,研究了几种常见的网络拓扑结构类型,阐述了可视化的概念,对几种可视化布局算法进行描述并比较了它们的优缺点。其次,提出了基于生存时间的网络拓扑推断算法PFTTL,该算法在不进行主动探测的情况下,通过路由跳数和IP(Internet Protocol,网际之间互联协议)地址前缀匹配长度推断网络拓扑结构。在此基础上,对已有的NDTTL算法进行分析,指出该算法存在完整度较低的问题,针对该问题,引入连接数预测机制并结合PFTTL算法,提出EPREDICT算法,在CAIDA(The Center for Applied Internet Data Analysis,应用互联网数据分析中心)的真实数据集上进行实验,说明EPREDICT算法在减少了探测数据包数量的同时,提高了网络拓扑推断结果的完整度。最后,设计并实现了适用于本课题的拓扑可视化系统,在分析了用户需求的基础上,将系统划分为数据文件解析模块、数据查询模块、推断算法模块、拓扑结构布局模块和图表显示模块。在此基础上,系统采用浏览器/服务器结构,使用MySQL数据库存储数据,通过HTML5、CSS和JQuery开发用户界面,ECharts展示统计数据,通过对拓扑可视化系统的测试,说明系统可以较好的满足用户需求。