随着互联网的快速普及,互联网运行的稳定性和服务质量变得愈发重要,这促使通过网络测量客观评价网络服务质量的需求变得越来越迫切。通过网络测量,了解网络的运行情况,才能够对网络资源进行更好的优化配置和管理。很多网络应用对于网络的依赖并不是双向的,比如网络视频服务、FTP文件传输服务,这些服务更多的依赖于一个方向的网络服务质量。通过单向网络测量可以计算出双向的网络性能指标,但反过来不行。测量单向网络性能的难度比仅测量双向网络性能难度更高。为得到互联网真实的运行状态,测量系统必须尽可能小的影响被测网络。被动测量,也被称作非侵扰式测量,在网络应用正常运行过程中实时捕获端到端通信的两台计算机的网卡发送和接收的数据,分析得出各项网络指标。为客观评价网络的服务质量,本文采用的测量方法是被动测量,测量的内容是互联网端到端的单向网络指标。互联网中有许多设备是在封闭的局域网中,通过出口网关的NAT功能共享外网的IP地址与外部网络进行通信。因为NAT会修改网络层和传输层的协议头,被动的单向的网络测量方式无法简单地得出发送数据包和接收数据包之间的对应关系。本文对捕获的数据包进行必要的修正后计算数据包的摘要,将其作为数据包的标识,解决了收发数据包对应关系确定的问题。计算端到端网络指标,被动测量的数据包捕获程序仅需捕获端到端通信的两主机间的数据包,这需经过源地址过滤。局域网的内网IP地址会被NAT修改成外网IP地址,在包过滤的时候必须使用转换后的IP地址进行源地址过滤。本文通过局域网主机和远端主机建立的一次TCP连接,使远端主机获得该局域网主机的外网IP地址。网络测量需长时间运行以实时的监测两个端到端设备主机间的正常通信,这会产生大量的原始数据,本文使用了重复标记和分段计算网络指标的算法解决了大规模数据分析的问题。根据提出的解决方案设计并实现了一个被动测量系统,测量了杭州阿里云主机和北京教育科研网主机之间的单向网络指标,验证了方案的可行性。