伴随网络规模和网络结构的逐渐庞大和复杂,出现很多网络信息工具和系统,它们虽在一定程度上展示和分析了网络信息,但是,如何将庞大的网络数据进行可视化,从而发现其中的规律、挖掘出隐含的信息,如何更好地利用服务器资源、网络资源实现网络数据的快速、高效、可交互式可视化是网络数据可视化过程中急需解决的问题。针对以上问题,本文提出基于优化力引导布局算法的网络拓扑可视化系统的设计与实现。本文的主要工作和研究内容如下:1.设计并实现一种网络拓扑可视化系统,把复杂的节点以及节点间的连线信息以可视化的形式在页面中显示,并向用户提供多种维度的数据展示方式。2.优化力引导布局算法,将算法从忽略关系疏远节点间的斥力、提高算法并行性以及提高算法执行效率方面进行优化,达到高效渲染可视化拓扑图的效果。3.基于D3.js提供的单重心重力系统,设计并实现了多重力重心系统,使重力重心系统能够应用到拓扑图中的所有节点,从而实现相对均衡布局。4.设计了一种实时高效的网络数据增量更新流程,可以高效辨别出网络中信息一致的节点,及时将新增的节点通过Ajax的方式显示在前端。5.为实现大规模网络场景的仿真,开发出了一种能够生成网络拓扑可视化系统所需要的模拟现实场景的样本数据生成器。6.设计了一种基于WebSocket的页面间联动机制,将页面的ID与Tornado服务器相结合,实现页面间通信及多机器相同页面ID间的通信,以保证网络拓扑可视化页面间的同步。经测试发现,网络拓扑可视化系统可以高效率、可交互的显示和获得网络中节点信息以及节点间的联系情况。