网络是现实世界中很重要的组成部分。现实世界中的不管是Internet网路、交通运输、人际关系还是贸易、生物基因等等，都可以抽象为网络。这些网络扮演了极其重要的作用，它们的稳定高效地工作对于社会有很重要的意义，因此，这些网络常常被抽象为复杂网络模型，并用复杂网络理论对其进行分析和研究。然而，不管是由于所处现实环境的复杂多变还是由于自身系统的波动，这些网络不可避免地出现各种故障。因此，对于这些复杂网络的鲁棒性的研究就是十分迫切而且重要的课题了。网络鲁棒性的研究就是致力于研究网络系统在遭受各种攻击的情况下，能否继续高效运行的综合能力。网络鲁棒性的研究不管是在复杂网络理论方面还是在实际应用方面都有重要的意义。本文根据实际情况，从优化网络拓扑结构的角度，对网络抵抗各种不同类型的攻击进行了深入的研究：　　（1）提出一种优化无标度网络同时抵抗恶意攻击和随机攻击的鲁棒性的Memetic算法。研究表明，现实世界中的大部分网络都是无标度网络。由于无标度网络的节点度分布具有“长尾”特性，其对随机攻击的抵抗能力很强，但是对恶意攻击的抵抗能力较弱。所以现阶段，大部分的网络鲁棒性的研究主要是针对无标度网络抵抗恶意攻击的鲁棒性。在最近的一份研究中，Schneider等人通过调整无标度网络拓扑结构使其呈现类“洋葱状”，并且发现这种类“洋葱状”拓扑结构的网络具有较高的恶意攻击鲁棒性。然而，本文通过实验发现，“洋葱状”网络在随机攻击下是脆弱的，对随机攻击比较鲁棒的网络拓扑结构和“洋葱状”拓扑结构有很大不同。为了使得无标度网络同时对恶意攻击和随机攻击都有较强鲁棒性，本文首先提出了一种新的针对随机攻击鲁棒性的评价标准，然后基于Memetic算法框架，又提出了一种提高无标度网络抵抗恶意攻击和随机攻击能力的Memetic算法，缩写为MA-RSFTRA。通过在不同网络上的实验，本文验证了MA-RSFTRA算法的有效性。　　（2）提出一种优化无标度网络抵抗级联故障的鲁棒性的Memetic算法。近年来科学界对复杂网络级联故障下鲁棒性的研究越来越深入。然而，现有的关于级联故障的研究大部分都在构建复杂网络级联故障的模型，并且大部分都是从理论的角度进行分析。在这些研究中，模型都是由一个或者少数的几个节点引起的级联故障。这些理论的研究在实际的网络中往往并不实用。为了解决以上问题，本文首先提出了一种更加实用的评价标准（RCF），来衡量复杂网络在级联故障时的鲁棒性强弱。然后，基于Memetic算法框架，我们提出了一种提高无标度网络抵抗级联故障能力的Memetic算法，缩写为MA-RCF。在MA-RCF中，提出了一种新的局部搜索算子，同时将RCF作为优化算法的目标函数。最后，用模拟网络和实际网络来测试MA-RCF算法的有效性。实验结果表明，MA-RCF算法在提高复杂网络抵抗级联故障的能力方面比其他常用优化算法都高效。　　（3）提出一种同时增强无标度网络的通信效率和鲁棒性的Memetic算法。网络通信效率表示的是信息在网络中交换的效率，高效的传输、运输网络是现代社会的必然要求。基于对网络鲁棒性的优化的研究和对高效网络的探索，本文提出了一种高效优化网络通信效率同时增强其抵抗恶意攻击的鲁棒性的 Memetic算法，缩写为MA-RSFCE。在模拟网络和实际网络上的实验验证了MA-RSFCE算法的有效性。同时，对算法得到的鲁棒高效的网络拓扑进行了系统分析和研究，实验结果对于优化现实网络具有很重要的指导意义。