互联网的规模日益扩大,以至于人们很难对网络拓扑和网络性能有一个准确的了解。因此,充分测量当前网络,详细了解当前网络信息显得十分重要。在网络测量过程中,人们需要通用性强、测量结果完备且准确的网络探测工具。因此,对网络探测工具的研究已成为一个非常重要的领域,并得到广泛的关注。然而,现有基于主动测量的网络探测工具在进行网络测量的过程中,往往会遇到探测报文被防火墙过滤以及探测路径摆动等问题。探测报文被防火墙过滤会造成探测结果不完整;探测路径摆动会造成探测结果不准确。针对这些问题,本文对现有网络探测算法进行改进,提出并实现一种基于TCP协议的探测报文抗过滤算法和基于UDP协议的探测报文抗过滤算法,使用该算法生成的探测报文具有穿透防火墙的特征。同时,针对探测路径摆动问题,本论文引入负载均衡路由器规避策略,以提高路径测量的准确性。此外,本文在前述改进的网络探测工具基础上,根据实际网络测量需求,将设计的基于主动测量的网络探测工具进行了应用和工程的实现,进而开发完成了一个网络探测系统。该系统部署了包含本文改进的网络探测工具在内的多种探测工具,可同时探测多个目标,并且提供测量任务管理与数据统计等功能。最后,利用此系统在网络中进行实际测量实验,测量结果表明:使用改进后的防火墙抗过滤算法生成的探测报文可较好的穿透防火墙,并且可以避免负载均衡路由器导致的路径摆动问题。本文改进后的网络探测工具在测量准确度和拓扑完整性方面都有提升,可以更好的应用到实际的网络测量中。