基于路徑探測與時延測量的IP定位算法研究.pdf

1、基于IP的網(wǎng)絡(luò)實體地理位置定位技術(shù)（簡稱IP定位）的目的是根據(jù)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的IP地址，獲取其地理位置。IP定位技術(shù)無論是在安全領(lǐng)域，還是在商業(yè)領(lǐng)域，都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。然而，現(xiàn)有研究成果僅能提供區(qū)域城市級定位精度，且可靠性難以保證。目前，通過網(wǎng)絡(luò)測量手段獲取目標IP地理位置是IP定位技術(shù)的研究熱點，網(wǎng)絡(luò)測量的內(nèi)容主要包括時延和拓撲。本文圍繞如何獲得具有高可靠性和高精度的目標IP地理位置開展研究，論文主要工作包括三個方面：
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2、、針對現(xiàn)有基于網(wǎng)絡(luò)時延的IP區(qū)域城市級定位方法在分層架構(gòu)且連通性較弱的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，難以獲得可靠的定位結(jié)果的不足，提出了基于路由特征的IP區(qū)域城市級定位算法。該算法以候選區(qū)域或城市內(nèi)的已知位置的IP為參考地標，對其拓撲進行探測后，提取僅向單個候選區(qū)域或城市轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的特定路由器的IP地址作為標識IP及相應(yīng)城市的標識特征，然后將目標的探測路徑與各城市的標識IP相匹配，把目標路徑中包含的標識IP對應(yīng)的區(qū)域或城市作為目標的估計位置。以河南省內(nèi)相鄰

3、的7個城市中已知位置的IP作為測試目標，實驗表明：與現(xiàn)有典型Learning-based算法相比，本文算法的定位結(jié)果具有較高的可靠性。
　　2、針對時延和距離之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系難以刻畫，且需部署大量探測源的不足，給出了基于間接時延的IP定位算法。該算法首先從探測源同時向位于兩個不同候選城市的地標發(fā)起時延測量，將測得的時延之和作為兩個地標間的間接時延，并將該測量過程重復(fù)多次，得到每兩個候選城市地標間大量的間接時延數(shù)據(jù)；其次，利用核密度估

4、計方法估計該間接時延分布；然后，測量目標IP與每個候選城市內(nèi)地標間的間接時延；最后，基于最大似然估計方法確定目標的最大可能位置。以河南省的十八個城市內(nèi)已知位置的IP作為測試目標，實驗表明：與現(xiàn)有典型算法Spotter相比，本文算法具有較高的城市級定位準確率。
　　3、針對現(xiàn)有具有較高精度定位算法SLG在最后一層定位中，當共同路由器為匿名路由器時，定位精度較低的不足，提出了基于局部時延分布相似性度量的IP定位算法。該算法在確定目標的

5、區(qū)域城市級位置的基礎(chǔ)上，首先對該區(qū)域或城市內(nèi)的大量地標進行拓撲探測，查找出目標與地標相連的最近一跳中間路由器作為最近共同路由器；接著，分別測量并計算得到最近共同路由器與地標和目標之間的時延，作為地標和目標的局部時延；然后，根據(jù)大量的局部時延，獲取地標和目標的局部時延分布；最后，將與目標的局部時延分布相似度最高的地標，作為對目標的估計位置。以位于鄭州市及其周邊共118個已知位置的IP為測試目標，實驗結(jié)果表明：與現(xiàn)有的典型算法SLG相比，本