大规模分布式网络应用技术是当前互联网领域的研究热点之一,准确地获取互联网节点之间距离并基于邻近原则选择链路是提高这些应用系统整体性能的关键因素。网络坐标系统是一种互联网距离预测方法,具有高可扩展性和低测量开销,其理论和方法研究具有重要的理论意义和实用价值。提高距离预测的准确性是网络坐标系统研究的核心问题,本论文基于对互联网非最短路径路由和互联网节点抖动这两个影响距离预测准确性的关键因素的深入分析,针对网络坐标系统的计算模型、预测算法、体系结构以及应用开展研究,提出了提高距离预测准确性的解决方案。论文的主要贡献与创新点如下:首先,针对互联网非最短路径路由影响基于欧氏距离网络坐标系统预测准确性的问题,对基于矩阵分解的网络坐标计算模型进行了分析。通过引入矢量权重,构建了基于矩阵分解的非中心式网络坐标系统Phoenix。仿真实验表明,与已有系统比较,Phoenix系统显著降低了距离预测相对误差。其次,为了保证在提高距离预测准确性的前提下,实现和已有的基于欧氏距离的网络坐标系统的兼容,提出了一种非中心式分层网络坐标计算模型,并构建了分层网络坐标系统Pharos。仿真实验表明,Pharos系统相比Vivaldi系统有更小的距离预测相对误差。在最近邻居选择和覆盖网络组播等应用中,采用Pharos系统比Vivaldi系统有更好的性能。第三,针对普遍存在的互联网节点抖动对于非中心式网络坐标系统预测准确性的影响,提出了一种对节点抖动鲁棒的非中心式网络坐标计算模型,并设计实现了网络坐标系统Myth。仿真实验表明,在节点抖动情况下Myth系统能够用比Vivaldi系统更低的测量开销获得更高的距离预测准确性。最后,设计实现了基于网络坐标的应用层任播原型系统Proxima并在互联网上进行了实际部署。实际互联网测试表明,该系统能够基于低延迟、高带宽的原则进行任播候选服务器选择,实现全球范围内的高性能任播服务。