随着对等网络各种技术不断地发展和普及，对等网络逐步成为网络数据分发传输的主要架构。在极大提升网络带宽使用率的同时，对等网络也造成了一定程度的网络拥堵。如何优化应用层网络拓扑结构和传输模型，更合理地利用和调度网络资源是数据分发传输领域的热门课题之一。本文在深入分析复杂网络建模及其拓扑结构性质的基础上，提出了一种复杂网络拓扑构建的优化方法。在所构建的复杂网络拓扑上，模拟各种数据分发传输模式的数据分发。针对数据分发的链路占用，提出了一种具有量化评估结果的网络占用测算模型。针对数据分发的时间占用，对高时延高吞吐网络的网络传输协议优化进行了研究。最后综合以上各项研究，提出一种结构优化的分区动态集簇网络拓扑。主要工作包括：1.首先研究已有复杂网络拓扑结构的构建，然后根据典型的复杂网络，例如互联网在自治系统级别上的拓扑网络，所具有的层次结构和理论模型中节点增长和偏好连接的特点，提出了一个具有更高精度的基于动态增长率的分层复杂网络拓扑构造模型。通过对不同规模的复杂网络进行仿真建模，其结果表明，生成网络的节点度分布、聚类系数和平均路径长度三个参数与典型复杂网络的参数高度吻合，而且很好地刻画了典型复杂网络的无标度、小世界等诸多特性。2.针对数据分发传输模式优化评估问题，提出了一个量化的网络占用测算模型。该模型将现实网络抽象为由点和边组成的网络拓扑图，以网络流量和边的权值作为主要参数，评价各种数据分发模式的均衡性。利用该模型，可以推出理论上网络占用值最小的数据分发模式，指引数据分发优化的方向。另外通过计算比较几种典型的数据分发模式在所构建的复杂网络上进行分发的网络占用值，揭示了对等网络传输模式该如何利用网络拓扑结构信息调整传输模式，以产生更均衡的流量。3.为了缩短数据分发传输占用网络的时间，改进传输层传输协议，提出一种在高时延环境下具有高吞吐率的可靠网络传输协议ABRU。在详细分析TCP传输控制方法的基础上，通过简单轻便的连接建立、平缓的D-AIMD拥塞算法、灵活的初始拥塞窗口值和慢启动阀值等参数的动态调整，在UDP数据包之上，设计并实现一种快速启动、高吞吐率的可靠传输协议。协议用自适应通信环境（ACE）接口实现，实验结果证明在一定条件下，ABRU能实现比TCP更高速率的传输。4.提出分区动态集簇为特征的分发网络。通过静态分区、动态分簇的节点组织形式，形成一个本地优先的资源交换网，实现有效的节点服务能力的聚集。这个系统通过统一的服务架构，不论是视频点播请求，还是实时性要求更高的视频直播请求，系统中每个参与的节点均按照一定的规则缓存部分片断内容，就近为网络中其他节点提供视频片段服务，减轻服务器的压力和减少主干网的流量，从而实现系统整体服务能力的提升，使系统具有良好的可扩展性及服务质量保障，以支撑大规模流媒体系统的点播和直播需求。总之，本文针对目前数据分发传输的模型和技术的关键问题进行了探索，取得了卓有实效的成果，对于提高网络利用率和传输速度具有重要的理论意义和应用价值。