以TCP/IP协议为基础的互联网得到了迅猛发展和广泛应用,已经并正在改变着人们的工作、学习和生活方式。而网络服务质量、可管理性、网络模型等对互联网的进一步发展提出了挑战。由于互联网固有的异构性、复杂性、开放性和动态性等特点,以及网络及其应用的飞速发展,人们迫切需要对网络行为有透彻的理解,可以对网络整体进行监测管理和建模,保障服务质量,特别是端到端服务质量。端到端互联网性能测量技术的研究将为互联网的科学管理和有效控制、科学规划和合理利用、高效的协议、设备、应用的开发及部署提供科学依据和有力辅助。本文对IP网络测量技术进行了深入调研,回顾了技术发展历程,在此基础上,对IP网络时延测量技术进行了分析和改进,并对IP网络往返时延特征进行了实验和分析,主要工作包括:对常用的网络时延测量工具ping进行了测量时延和误差分析,在不同软件配置、硬件配置下,对以ping进行往返时延测量的结果进行了分析和比较,结果表明网络往返时延测量中,ping工具自身会带来不可忽略的源主机处理时延,从而使得网络往返时延测量结果不准确,影响网络往返时延特征的分析。以工具tcpdump代替ping工具来抓包,获得包接收/发送时间戳可以大大提高往返时延测量的准确性,且在单独的机器以单用户模式运行tcpdump可获得一致的往返时延测量结果。根据对时延测量方法的分析,确定了准确的时延测量方案,综合ping工具和tcpdump工具对短时间内的互联网路径往返时延特征进行了测量和分析。结果发现,互联网路径的往返时延特征多数可以路径的缓存和排队模型来解释,而测量包的长度对路径的往返时延特征有显著的影响,另外,由于源主机及路由的原因,路径可能出现乱序的传输数据包。