流量测量分析通过捕获链路流经的数据包，获得不同协议层次的流量与性能指标，为网络体系结构与协议研究、网络系统设计规划、网络管理与运维提供重要依据。随着互联网体系结构演进、流量持续增长和应用不断发展，骨干链路流量测量分析面临速度、隐私保护、测量应用等一系列挑战。　　本论文从骨干链路流量测量方法、新型协议对流量特征影响以及基于流量分析的应用三方面开展研究，主要工作和创新性成果包括:　　1.针对骨干链路数据包匿名化性能问题，提出了一种基于流表的数据包IP地址快速匿名方法。该方法根据捕获的数据包动态建立流表，将流的第一个数据包按照特定的加密算法实现数据包相关字段的加密，将加密后的字段存入该流记录;后续数据包通过查找该流记录获得加密后的字段，替换原始数据包对应字段，实现数据包的匿名化。基于该算法研发了高速网络匿名化系统，并部署在某运营商骨干链路。现网测试结果表明，所提方法比已有的Crypto-Pan等方法在匿名化性能上提高了20倍以上，可以满足10G链路在线匿名化要求。　　2.以IPv6为核心协议的国家下一代互联网经过多年建设已经初具规模，论文通过长期在线测量，从网络层、传输层与应用层对比分析中国科技网IPv6、IPv4流量特征，为下一代互联网建设发展提供依据。在线采集了中国科技网IPv6与IPv4骨干链路3年流量数据，发现IPv6骨干网流量增长了4倍。并使用了一周等短期流量数据集进行协议层次分析，发现在网络层特征方面，尽管IPv6包头定义了Flow Label、AH、ESP等支持安全、QoS和移动的选项，但是大部分都没有被使用;由于IPv6地址长度的增加，IPv6数据分组碎片增加（占总流量的3.45％）;在传输层特征方面，IPv4和IPv6骨干网都有约2/3的流量由TCP承载，而IPv6业务流的吞吐率比IPv4高;在应用层特征方面，发现P2P文件共享占据了IPv6流量的80％以上，而HTTP占据IPv4流量一半的比例。　　3.基于HTTP中不同内容类型的流量特征差异，提出一种内容类型感知的骨干网HTTP内容缓存方法。通过现网数据分析HTTP承载的各种内容类型的请求模式、内容长度以及服务质量等特征，将内容缓存的存储空间按照主要内容类型，在逻辑上划分为多个缓存子空间，根据各缓存子空间的大小与缓存替换策略更新不同内容的特征设定，从而提升缓存命中率。基于运营商骨干网真实数据集的实验结果表明，与传统骨干网HTTP内容缓存方法相比，所提方法在增加6％缓存空间（约150GB左右）的情况下，总的缓存命中率从39％增加到49％，到内容源的获取内容的流量节约了40％，缓存内容替换操作降低了50％。