Да, tshark/wireshark вместе с Lua может быть удобной связкой для анализа протоколов/сетевой активности. Как-то приходилось писать диссектор на Lua для TWAMP-протокола, а так же пакетов, генерируемых всем известой утилиты iperf.
Удалось ли добиться точности измерений, которая вас удовлетворила бы?
Отслеживаем время отклика NFS сервера с помощю tshark и lua