随着信息技术的发展和社会文明的进步,涌现出了许多大规模网络,如互联网、P2P网络等。由于这些网络与我们的日常生活密切相关,深入研究此类网络的拓扑生存性和数据传输具有重要的意义。近年来,采用复杂网络理论对各种大规模网络进行研究已经成为一种必然趋势。因为研究的对象不是小规模或结构简单的网络,复杂网络的分析方法也不同于传统的网络研究分析方法。它关注的是节点之间的微观相互作用所导致的宏观现象以及系统中个体之间的相互作用。随着研究的不断深入,复杂网络研究已经渗透到各个学科领域,推动了信息学科与其它学科的交叉和发展。研究复杂网络的最终目标是理解网络拓扑如何影响网络上的各种动力学过程,包括数据传输、博弈过程等。拓扑生存性和数据传输是其中非常重要的研究内容。本论文运用图论、统计物理学以及计算机模拟等方法,从复杂网络的拓扑生存性和数据传输这两个方面进行了相关的分析与研究。所取得的主要研究成果如下:(1)基于节点度的边补偿模型大多数复杂网络拓扑生存性的研究都是通过重新设计网络的拓扑以获得最佳的生存性,但是已具有一定规模的网络很难按照设计的拓扑进行大规模的改造,而对其进行较小的改动却是可行的。本文提出了一种基于节点度的边补偿模型。该模型通过添加一定数量的新边重构网络拓扑,提高无标度复杂网络对蓄意攻击的生存性。特别是当新边倾向于与度最小的节点相连时,可以最大程度地提高网络的崩溃阈值。此外,本文还研究了边信息对该模型的影响。仿真结果表明,只要隐藏少量新边的信息就可以大幅提高无标度复杂网络抵抗蓄意攻击的能力。(2)两层复杂网络流量模型以前的文献大多基于单层的网络流量模型研究复杂网络数据传输,但是许多大规模复杂系统都具有两层或者多层的网络结构。本文引入分层的概念,首次提出了一种两层复杂网络流量模型。通过比较四种基于ER随机网络模型和BA无标度网络模型所生成的两层复杂网络,发现了两层复杂网络的物理层拓扑对网络容量的影响要远大于逻辑层拓扑。特别是具有同构物理层拓扑的两层复杂网络对拥塞具有更好的容忍性。但是在没有发生拥塞的自由流态时,逻辑层或者物理层拓扑的异构性可以使得两层复杂网络的数据传输更有效率。(3)基于节点度的两层复杂网络静态权重路由策略提出了一种基于节点度的两层复杂网络静态权重路由策略。该路由策略按照物理层节点度和策略参数β设置逻辑层链路的权重,并选择权重最小的逻辑层路径作为数据包的路由路径。通过研究两层复杂网络中流量从自由流态到拥塞态的相变特性,并以此特性为标准刻画不同路由策略下的网络容量,发现了最优策略参数的取值只与两层复杂网络的拓扑结构有关,而与网络规模无关。与最短路径路由策略相比,该路由策略可以有效地提高两层复杂网络的网络容量,并达到缓解拥塞的效果。(4)基于队列长度的两层复杂网络动态权重路由策略提出了一种基于队列长度的两层复杂网络动态权重路由策略。该路由策略将逻辑层链路的权重设置为正比于其映射在物理层上的节点的队列长度之和,并按照队列长度的变化动态更新链路权重,最后选择权重最小的逻辑层路径作为路由路径。与最短路径路由策略和静态权重路由策略相比,动态权重路由策略可以进一步提高两层复杂网络的网络容量。