NetQuickCheck 技術文件

資料來源與網路卡選擇

NetQuickCheck 將系統取樣、主動網路探測和派生統計組合在一起。系統取樣提供介面、無線和程序連線資訊；主動探測獲取目標在本次請求中的回應；派生統計把多次觀測轉換為速率、分位數和變化曲線。

指定網路卡的任務使用介面繫結：TCP、UDP 與直接 HTTP 請求透過 Network.framework 繫結介面，ICMP 探測使用系統命令的介面引數。自動路由模式交由 macOS 選擇路徑；自動 HTTP 請求沿用系統工作階段與代理策略。介面選擇與探測結果一起保留，方便比較 Wi-Fi、有線網路和其他可用介面。

目前網路與快速檢查

網路卡讀數與收發速率

目前網路頁讀取介面狀態、位址、閘道器與 DNS，並結合已連線 Wi-Fi 的無線讀數。網路卡收發位元組使用系統路由介面提供的 64 位計數器，接收錯誤、傳送錯誤和接收佇列丟棄分別保留。

接收速率（B/s）= 相鄰取樣的接收位元組增量 ÷ 取樣間隔（秒）
傳送速率（B/s）= 相鄰取樣的傳送位元組增量 ÷ 取樣間隔（秒）
位元速率（Mbps）= 位元組速率 × 8 ÷ 1,000,000

速率描述取樣間隔內的平均傳輸量。介面中的 MiB/s 使用 1,048,576 位元組換算，Mbps 使用每秒一百萬位元換算；網路卡計數與按應用匯總的計數各自對應不同的統計物件。

一次檢查的執行順序

快速檢查依次確認本機連線、探測閘道器、查詢 DNS、檢測外網、請求 HTTPS，再檢查出口資訊。目前實現給整輪檢查設定 8 秒預算，每個主動步驟最多使用剩餘預算中的 2 秒，結果隨步驟完成逐項更新。

閘道器步驟嘗試連線閘道器的 TCP 443 連接埠。連線成功和明確的連線拒絕都說明閘道器作出了回應；原始連線結果會同時保留。DNS、外網與 HTTPS 步驟分別記錄各自的返回結果，便於沿連線路徑逐層檢視。

Wi-Fi 掃描與無線指標

無線掃描透過 CoreWLAN 獲取附近存取點的 SSID、BSSID、主頻道、頻段、頻寬與接收訊號強度。可用頻道目錄來自目前無線介面；存取點的廣播資訊元素用於補充安全能力、無線制式、國家代碼等詳情。SSID、BSSID 等標識的讀取遵循 macOS 的位置權限規則。

RSSI、噪聲與訊雜比

RSSI 和噪聲採用 dBm，表示相對於 1 毫瓦的對數功率。RSSI 數值越接近 0，接收到的訊號越強。兩項讀數都有效時，App 計算訊雜比：

SNR（dB）= RSSI（dBm）− 噪聲（dBm）

例如 RSSI 為 −55 dBm、噪聲為 −92 dBm，SNR 為 37 dB。目前計算接受 −127 至 −1 dBm 範圍內的讀數；缺少任一項時，SNR 保持空缺。

無線訊號監測有兩種取樣來源：本機模式定期讀取已連線 Wi-Fi，附近模式重複掃描所選存取點。曲線保留各次讀取的時間；存取點身份用於區分不同無線訊號。

廣播中的頻道利用率

存取點廣播包含有效的 BSS Load 資訊元素時，App 將其中 0 至 255 的頻道利用率欄位換算為百分比：欄位值 × 100 ÷ 255。該欄位保留存取點廣播的含義；頻道重疊圖則使用下一節的頻率覆蓋與功率模型。

頻寬覆蓋與頻道評估

把頻道轉換為頻率範圍

頻道評估先按頻段、主頻道和頻寬建立頻率範圍。2.4 GHz 的 1 至 13 頻道中心頻率為 2407 + 5 × 頻道號，單位 MHz；14 頻道單獨對映為 2484 MHz。5 GHz 使用 5000 + 5 × 頻道號。20 MHz 範圍按中心頻率兩側各 10 MHz 建模，寬頻道由符合目錄的子頻道塊組合。

候選方案按頻段和頻寬生成，組成方案的各個子頻道都需要在本次目錄中。2.4 GHz 評估 20、40 MHz，5 GHz 和 6 GHz 評估 20、40、80、160 MHz 的組合。掃描記錄按頻段與 BSSID 歸併，BSSID 缺失時採用掃描記錄標識作為後備身份，避免同一存取點重複計數。

頻寬或方向資訊不足時，App 分別保留確定覆蓋與可能覆蓋。多個可能位置共有的區間歸入確定覆蓋，其餘區間歸入可能覆蓋；統計存取點數量時，同一個存取點只計一次。

從對數訊號計算重疊功率

訊號強度先從 dBm 轉為相對線性功率，再根據頻率範圍的重疊比例加權。對存取點 i 與候選方案 c，計算方式為：

Pᵢ = 10 ^ ((RSSIᵢ + 100) ÷ 10)
wᵢ,c = 重疊區間總寬度 ÷ 存取點建模區間總寬度
Poverlap,c = Σ (Pᵢ × wᵢ,c)

其中 +100 是統一的相對功率基準。頻寬存在不確定性且與候選範圍重疊時，權重按 1 保守計入。這樣，訊號強度和覆蓋寬度都會參與計算。RSSI 相差 10 dB 時，換算出的線性功率相差 10 倍。

候選方案怎樣排序

能夠識別目前存取點時，排序計算將其排除，以周邊訊號為評估物件；目前候選排序過濾 DFS 方案。2.4 GHz、20 MHz 優先考慮 1、6、11 頻道組，再依次比較缺失 RSSI 的存取點數量、估算干擾功率、存取點總數和頻道序列。

當全部候選都具有可比較的噪聲讀數時，噪聲也轉換為線性功率後加入；否則統一按重疊訊號功率比較。每個候選子頻道取有效噪聲排序後的中間讀數，完整候選採用其中較高的噪聲值。

同頻段、同頻寬下，若目前方案與最佳候選處於相同優先組、缺失 RSSI 的數量相同，且估算功率不超過最佳候選的 2 倍，排序會優先保留目前方案。2 倍線性功率約對應 3 dB，用於減少小差異造成的排序跳動。

重疊曲線怎樣顯示

重疊曲線按各頻道中心附近的 20 MHz 視窗計算加權功率，再用對數壓縮對映到 0 至 1 的相對顯示範圍：

顯示強度 = min(1, max(0, log₁₀(1 + Poverlap) ÷ 7))

這一縱軸表示由掃描讀數推導的相對重疊強度。遇到重疊存取點缺少有效 RSSI 時，該位置保持空缺並切開曲線段；確定與可能覆蓋仍分別保留。

區域網路裝置發現

裝置發現結合 Bonjour、WS-Discovery、SSDP 與 TCP 服務探測。Bonjour 提供廣播的服務執行個體；WS-Discovery 與 SSDP 補充支援相應協議的裝置回應；TCP 探測則檢查目前掃描範圍內位址的服務回應。

目前 TCP 探測連接埠為 80、443、445、22、631 和 9100，分別覆蓋常見網頁、檔案共享、遠端連線及列印服務入口。請求使用所選網路介面，觀測記錄保留來源、位址和實際回應。

發現過程逐批合併各來源的觀測，並按裝置位址與服務證據整理名稱、類型和服務清單。介面不可用、存取被拒絕、逾時和服務回應分別記錄。取消或重新開始掃描時，舊一輪的遲到回呼會被隔離，避免混入新結果。

App 流量與連線歸屬

從系統連線表找到應用

App 流量讀取 nettop 提供的程序、協議、本機與遠端端點、網路卡、連線狀態和位元組計數。App 再結合執行中的應用、程序父子關係和可執行檔案路徑，將輔助程序歸入所屬應用。

歸屬匹配優先查詢程序本身，再沿父程序鏈向上查詢，最多檢查 16 層；仍未匹配時，按可執行檔案所屬的App 套件路徑匹配。程序身份同時結合啟動時間，區分系統重複使用同一 PID 的情況。

逐連線計算增量，再彙總到應用

相鄰取樣按程序、協議、本機端點、遠端端點與網路卡匹配連線。只有同一連線的前後計數可比較時，才計算收發速率，再按所屬應用匯總。

連線下載速率 = (本次接收位元組 − 上次接收位元組) ÷ 時間差
連線上傳速率 = (本次傳送位元組 − 上次傳送位元組) ÷ 時間差
應用速率 = 該應用及其關聯程序的有效連線速率之和

新出現的連線先建立基線；計數回退、網路卡變化或前後取樣間隔超過 15 秒時，重新等待可比較樣本。系統給出多條無法唯一識別的相同連線行時，App 保留這些行，並將其速率留空，避免把連線匹配歧義計算成突發流量。

遠端連線與 ICMP 觀測

App 連線監測保留連線首次與最後出現時間、狀態變化及流量增量，並對發現的遠端 IP 進行獨立 ICMP 探測。流量、連線活動與 ICMP 結果按時間關聯；其中延遲來自目標 IP 的 ICMP 應答。

Ping 與 TCP 探測

ICMP Echo 與無應答比例

Ping 先解析並固定本次目標位址，然後使用 IPv4 ICMP Echo 或 IPv6 ICMPv6 Echo 傳送單次探測。連續監測按設定重複執行，記錄實際傳送、應答、無應答和返回的往返時間。

無應答比例 = 無應答次數 ÷ 實際傳送次數 × 100%

計數以系統輸出確認的傳送量為基礎。解析失敗、權限拒絕或未能發出請求的記錄保留具體狀態，不進入已傳送探測的分母。延遲統計採用有效應答的 RTT。

TCP 連接埠連線

TCP 連接埠監測在解析目標後，對指定連接埠建立連線，用單調時鐘記錄從發起連線到成功或錯誤返回的耗時。域名解析先完成，TCP 建連耗時單獨計時。連線成功、連線被拒絕、逾時和其他系統錯誤分別保留，可用於觀察同一服務連接埠隨時間的變化。

DNS 查詢與回應校驗

DNS 監測按所選伺服器和記錄類型發起查詢，例如 A、AAAA、CNAME、MX、TXT、NS、SOA 與 PTR。系統預設解析與指定伺服器查詢使用各自的路徑；自動路由按請求使用系統解析或 dig，指定網路卡的查詢透過繫結介面的 UDP 53 交換報文。

直接查詢為每次請求生成事務 ID，構造問題名稱、類型與 IN 類別。收到回應後依次校驗報文長度、事務 ID、回應標誌、問題數量、問題名稱、類型及類別，再解析回應碼、資源記錄和 TTL。域名壓縮指標由報文解析器展開。

回應中的 NOERROR 且具有所選類型的記錄、NOERROR 但無相應記錄、NXDOMAIN、報文截斷和傳輸失敗分別記錄。PTR 查詢會先把 IPv4 或 IPv6 位址轉換為對應的反向域名。耗時覆蓋這次查詢及回應解析過程，返回結果保留實際伺服器與記錄內容。

HTTP 回應與階段計時

網站監測傳送 HTTP 或 HTTPS HEAD 請求，記錄服務返回的狀態碼、最終網址和耗時。自動路徑使用 URLSession 的事務指標；指定網路卡或解析路徑時，直接 HTTP 實現使用 Network.framework 的連線報告與請求時間點。

階段耗時按結束與開始時間之差計算。複用連線時，系統可能不再產生新的 DNS、TCP 或 TLS 階段；缺少有效時間點的階段保持空缺。重定向按各次請求保留階段資訊，整次檢查還包含解析、重定向和排程等實際開銷，因此總耗時單獨計時。

HTTPS 沿用系統憑證信任校驗，並從有效憑證中提取主體、簽發者、有效期與 SHA-256 指紋。HTTP 狀態碼描述服務返回，傳輸錯誤描述連線過程，兩類結果分別儲存。

網路路徑與逐跳探測

網路路徑監測先解析目標並固定目標位址，再從 1 開始逐步增加 IPv4 TTL 或 IPv6 Hop Limit，傳送 ICMP 探測。中間路由節點可能返回跳數到期應答，目標則可能返回 Echo Reply，App 據此整理逐跳位址和可用耗時。

目前每輪最多探測 16 跳。中間某一跳未應答時，繼續檢查後續跳數；收到目標應答後結束本輪。節點返回不可達或策略拒絕時，保留其原始結果。存在節點位址但系統未提供有效耗時時，位址保留、耗時留空。

吞吐量與負載回應性

目前網路頁: Apple networkQuality

目前網路頁呼叫 macOS networkQuality，並解析其結構化結果，包括下載、上傳、空閒延遲及負載下回應性 RPM。RPM 表示每分鐘往返次數，由 Apple 的工具測量；App 保留系統返回值。原始下載與上傳位元速率除以 1,000,000 後顯示為 Mbps。

選擇網路卡時，測速命令攜帶介面引數，並核對結果返回的介面名稱。系統僅返回部分指標時，保留已獲得的欄位，其餘欄位保持空缺。

監測器：節點與系統測速

監測器的每輪網速測試先執行所選 Cloudflare 或 LibreSpeed 節點的下載與上傳，再執行 Apple networkQuality 系統測速，分別保留來源、時間和實際結果。節點下載讀取測試負載，上傳使用 App 臨時生成的資料，按實際完成的位元組數與該階段經過時間計算平均速率：

吞吐量（Mbps）= 實際傳輸位元組 × 8 ÷ 實際耗時（秒）÷ 1,000,000

請求使用明確的測試負載、逾時與快取策略，並分別儲存傳輸進度、目標位元組數和實際傳輸量。階段結果會標明完成、部分完成或失敗；測量記錄同時保留伺服器與網路卡，方便在相同條件下比較。

持續監測、曲線與統計

獨立取樣，共享時間軸

監測器包含 Ping、TCP、DNS、網站、網路路徑、網速、無線訊號、網路卡流量、App 流量與App 連線十類工具。各任務保留自己的目標、引數和取樣時間，共享的時間視窗用於對齊不同觀測，檢視延遲、無線讀數、流量與服務回應在時間上的關係。

主動探測與頻寬傳輸分別申請資源配額，目前預設預算為同時 8 個探測操作、2 個傳輸操作。超過預算的操作進入等待，執行結束後釋放配額；取消時等待實際操作退出再釋放。配額圍繞單次探測或傳輸管理，重複任務在下一輪重新申請。

曲線分段與相對變化

圖表按取樣時間和資料段標識連線曲線，中斷兩側分段顯示，失敗記錄單獨呈現。視口邊界處的線段插值只參與繪製，統計仍採用實際觀測值。

啟用延遲相對尖峰標記時，App 取同一資料段前 5 個樣本的中位數 m。目前延遲超過 max(3 × m，m + 5 ms) 時標記該點；無線訊號變化標記則比較與近期中位數的差，達到 8 dB 時標記。這些規則用於定位相對近期基線的變化位置。

中位數、P95 與變化量

時間視窗中的數值統計先篩選有效有限值，再排序。樣本數為奇數時取中間值，偶數時取兩個中間值的平均數；視窗沒有有效值時，統計值保持空缺。P95 使用最近秩法：

P95 = 升序樣本中第 ceil(0.95 × n) 個值
ICMP 無應答比例 = 無應答探測數 ÷ 實際傳送探測數
ICMP 延遲變化量 = 有效相鄰應答 RTT 差的絕對值之和 ÷ 有效相鄰對數

App 連線的 ICMP 工作階段累計分位數使用 0.1 ms 精度直方圖，與原始歷史保留視窗分開累計。0 至 2000 ms 的有效應答進入分桶，更大值進入溢位計數並參與最大值記錄；分位數落入溢位範圍時保持空缺。延遲變化量只連線同一資料段中間隔不超過 2.5 秒的有效相鄰應答。

監測記錄與報告匯出

監測記錄儲存任務引數、目標、取樣時間、實際結果及相應證據。圖表用於按時間檢視變化，報告則把觀測轉換為適合閱讀或繼續處理的結構。

HTML

生成可閱讀的報告，包含任務摘要、結果與詳情。

CSV

將證據整理為時間、類別、物件、目標、方法、狀態、數值、單位和詳情等列，供表格工具分析。

JSON

保留結構化記錄、設定與結果，適合進一步處理。

App 連線的長工作階段使用分段歸檔。匯出時先固定歸檔的讀取範圍，再流式讀取歸檔與目前記憶體尾部，使一次匯出使用一致的資料邊界。記錄中的空缺值、失敗與取消狀態各自保留，方便回顧時沿用相同的統計口徑。