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在线广告如今已经成为一个拥有200亿美元的产业。它在成为众多网站提供商和一些广告中介商的重要收益来源的同时,也为广告商提供了新的媒体平台。为了使得广告中介商更有效地为终端用户提供在线广告,从而增加广告的点击量;我们必须首先了解广告中介商网络在网络层面与内容层面运行情况的不足,然后再进一步地进行改进。本论文首先测量了现有的三个主流在线广告网络平台:Google、AOL/Akamai和Adblade,并量化了他们网络层面和内容层面的性能。在此基础上,本论文从基于用户地理位置和基于用户行为的在线广告投放机制这两个方面来改进现有的在线广告网络。本论文的主要创新性成果包括以下四个方面:1.本论文是学术领域中第一篇从网络层面和内容层面测量在线广告网络的文章。本论文设计并实现了一套从网络层面和内容层面审计在线广告网络的系统。该系统可以广泛运用于任一广告中介商网络中,有效地监控并帮助调控基于Web的广告业。通过使用这个系统,本论文对拥有不同设计理念的广告中介商在网络层面和内容层面进行了分析,并证明了在线广告网络的底层设计与上层的网络层面和内容层面的服务有很大的关系。2.本论文设计并实现了一套精确度逐步提高的、无需客户端支持的IP地址位置定位系统。该系统把Web的数据挖掘和Internet网络测量的定位方法有效结合在一起,从而避免了单独使用任何一种方法所带来的不精确因素。通过对学校IP数据集上的测试,本论文证实这套系统的中值误差距离仅为690米。这比之前最好的IP地理定位系统的准确度提高了50倍。因此,当这套系统嵌入到基于用户地理位置的在线广告网络中,它可以很大程度上改进在线广告投放的有效性。3.本论文设计并实现了一套不需分析用户数据包有效载荷,可高准确度地恢复用户网页浏览记录的系统。该系统把Web网站爬寻统计和Internet网络流量分析方法有效结合,而不使用违反互联网法律的深度包检测技术。通过恢复大规模级别的网络流中的用户浏览记录,本论文证实这套系统可以达到86%以上的恢复成功率,和5%以下的误报率。因此,当这套系统嵌入到基于用户行为的在线广告网络中,它可以从根本上改变在线广告投放的合法性。4.本论文设计并实现了一套根据用户的浏览模式来准确自动地标识用户在线兴趣的系统。对于每一项用户浏览记录,该系统通过网站的域名或者在搜索引擎返回的结果上,采用关键字匹配的方法来实现兴趣分类。通过对三个月包含4.5万个用户的DNS网络流进行实验,本论文证实该套系统的正确率可以86.44%。因此,当这套系统嵌入到基于用户行为的在线广告网络中,它可以很大程度上改进在线广告投放的有效性。