随着计算机网络规模的不断扩大和应用的不断深入，影响网络安全和性能的因素变得越来越多，相互之间的关系也越来越复杂。如何使网络更加安全和稳定的运行已经成为网络管理者所面临的巨大挑战。在复杂网络理论和方法的基础上，本文主要研究了网络节点之间微观变化的相互影响，以及微观变化对网络整体的宏观影响。本文的主要工作如下：首先，在深入研究分析复杂网络以及网络同步等理论和方法的基础上，本文分别从传播和同步的角度讨论了不同安全因素的分类。其次，从传播的角度讨论了不同安全因素的传播特点，并以病毒为例，研究了在传播和恢复等不同阶段所产生的各种特点和特征，以及延迟对传播的影响等。在同步动力学理论的基础上，开展了影响网络同步能力的因素分析和星型网络同步及其稳定性分析，并得到了平衡点稳定的充分条件。再次，以复杂网络中社团结构方法为基础，提出了网络结构星型化的思想，以达到简化网络拓扑、获得整体状态的目的。提出了一个基于模块度的星型化方法。以自顶向下的观点出发，提出了一个网络异常处理模型，并以高校网络流量为例，分析了异常流量产生的原因和位置。