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近年来,随着网络技术的快速发展,网络服务和基础设备日益复杂。这导致传统的网络管理与控制（Network Control and Management,NC＆M）面临困境。研究人员提出软件定义网络（Software Defined Networking,SDN）和带内网络遥测（In-band Network Telemetry,INT）等技术来研究实时性的、细粒度的网络监控。一方面,SDN将控制平面与数据平面分离,以全局视野集中式地管理数据平面,从而赋予了 NC＆M极大的灵活性和可编程性。另一方面,INT通过向数据包中插入遥测数据保证随路监控,从而让NC＆M能够深层次地实时感知数据包在网络中的端到端状态。然而,在高速运行的动态网络环境下,INT技术在实际部署中仍然存在着灵活部署、高效部署、动态部署等诸多挑战。首先,基于P4（Programming Protocol-independent Packet Processors,P4）的 INT 技术逐包监控开销大,并且难以高效地支持流水线的运行时调整,从而导致INT监控的性能瓶颈和灵活部署问题。其次,虽然抽样能够有效降低开销,但是在基于抽样INT的多遥测任务场景下,如何高效地均衡遥测收益和监控开销的监控编排方案尚未有工作涉及。最后,动态网络下的INT静态策略会由于网络状态的变化而不再合理,从而面临动态部署挑战。因此,针对上述挑战,本文提出基于带内遥测的自适应网络监控技术,并覆盖静态策略和动态策略的研究。具体的研究内容和贡献如下:·针对INT方案在动态网络中灵活部署的缺陷,尤其是基于P4的INT方案的灵活性和监控开销的不足,本文提出了利用协议无感知转发协议（Protocol Oblivious Forwarding,POF）设计运行时可编程的、低开销的Sel-INT技术（Selective INT,Sel-INT）。本文首次扩展了支持POF的高性能软件交换机OVS-POF（Open vSwitch Extensions for Supporting POF,OVS-POF）,接着在该平台上基于POF和选择组表实现了协议无感知的、运行时可编程的、低开销的抽样INT技术（即Sel-INT技术）,随后研究了 Sel-INT技术在数据平面动态更新的实现机制,并提出了在控制平面设置监控精度和抽样率的方法。本文实现了网络设备的深度感知与灵活监控,不仅可以灵活地运行时编程INT方案,还能够低开销地保证网络监控的准确性和及时性,从而提高了 INT方案在动态网络中的灵活部署能力。·针对INT方案在动态网络中高效部署的问题,尤其是抽样场景下INT方案合理部署策略的缺失,本文提出了面向Sel-INT场景下的多遥测任务的网络监控编排算法。本文首次基于Sel-INT提出了均衡整网遥测收益与带宽开销的编排研究,接着设计了基于拉格朗日松弛的多项式时间近似算法,最后解决了数据平面上INT元数据选择方案与INT元数据分配策略的统筹规划问题。本文实现了整网中Sel-INT方案的合理编排与高效监控,不仅提供了近乎最优的可行解,而且有效地均衡了遥测收益和监控开销的关系,从而提高了 INT方案在动态网络中的高效部署能力。·针对INT方案在动态网络中动态部署的挑战,尤其是INT方案的优化和应用等研究对网络状态波动影响下动态策略的忽略,本文提出了基于Sel-INT的自适应网络监控的操作方案。本文首先融合了 POF和P4的优点来设计通用可编程数据平面和Sel-INT双流水线编程,接着实现了差值比较的过滤机制和机器学习的分析方法来加速海量遥测数据的实时处理,随后在控制平面针对IP（Internet Protocol,IP）层和弹性光网络（Elastic Optical Network,EON）层中的流级别监控和链路级监控分别设计了自适应网络监控决策方案,最后在数据平面上实现了基于信息熵侧重采集价值遥测数据的本地自主决策方案。本文实现了动态策略对网络运行状态的实时分析与自主适配,同时保证了网络监控的实时性、正确性和可行性,从而提高了INT方案在动态网络中的动态部署能力。