伴随着Internet技术和网络业务的飞速发展，网络的规模和复杂性不断增加，新型的网络应用不断涌现，例如VoIP、VOD、网络视频会议等，而这些新型的网络应用的一个共同的需求就是对网络提出质量要求。服务提供商(Internet Service Provider，ISP)和网络用户都想了解自己提供或正在使用的网络的性能，他们希望得到准确的数字指标来保证网络的性能。如何得到准确、可靠的测量数据以及如何在大量的测量数据基础上，对网络的总体运行状态做一个恰当的评估，从而发现问题，进而提高网络的性能，这是亟待解决的问题。网络性能测量通过测量获取现有网络的性能参数，并据此确定网络的问题所在，进一步解决问题使性能得到优化，从而达到人们对网络性能的要求。 本论文对端到端网络时延的性能测量作了一个详细而系统的讲解。首先，对IP网络性能测量的发展背景和目前网络存在的问题以及如何解决这些问题进行了分析，之后又详细讲述了端到端网络性能测量的一些基本概念，比如，所谓的网络时延及其分类，影响网络传输时延的因素，而后对网络性能测量的指标体系和测量方法作一个系统的介绍。接下来详细介绍了有关时延的算法：累积生成函数CGF和基于DependenceTree模型的upward-downward算法以及端到端时延密度函数估计的算法：高斯混合模型和EM算法，并对其进行了网络仿真和实现，比较了各个算法的优缺点及其适用性。同时列举了一些时延推测的应用，并用实际的例子对应用于实际中的过程作了系统的分析。最后为了将此研究成果转化为实际应用，设计和编写了NetInfer软件进行实际的网络测量。为ISP和大客户提供了网络性能可参考的依据，同时为网络的改进者提供了便利。