随着网络研究的深入和测量技术的发展,对大量网络数据的测量结果表明,网络流量呈现出自相似特性。网络流量特征研究是深入理解网络内在本质、了解网络运行状况的根本方法和手段;是网络性能提升、优化网络设计和实施流量工程的重要途径。本文以网络测量、理论分析和模拟仿真为手段,对网络流量的自相似特性进行了深入研究与探讨。首先对流量中的尺度行为、自相似、长程相关、重尾分布等基本理论进行了叙述,提出了几种常见的自相似特性的分析方法,对自相似流量的建模、成因以及对网络性能的影响等方面的研究进行了综述。其次通过ON/OFF模型分别服从不同分布的四种情况,分析说明了重尾分布对自相似特性的影响。同时,通过对Weibull分布的自相似性进行理论分析及仿真,表明自相似性源于信源的属性,并不是单一流量叠加的结果。在NS2下,采用叠加Weibull分布的ON/OFF信源的方法实现了一种自相似流量的生成。接下来采用FGN模型,通过对仿真实验数据的比较,分析了自相似流量的合并特性,得出合并后流量的Hurst系数不受合并前流量均值的影响,在误差允许的范围内,近似等于合并前方差较大流量的H值。而且对自相似流量的预测做了实验性的探讨,发现两个连续到达的网络流量之比的尾部近似服从Weibull分布,这对自相似流量的预测有着一定的意义。最后,针对分组长度可变的网络,利用仿真实现的自相似流量,对GI/GI/1╱K╱FIFO排队模型进行了排队性能的仿真分析。其中部分仿真结论与信元长度为常数的ATM排队的分析具有很好的一致性。另外从排队性能的其它方面对ATM排队的仿真结论进行了补充。