基于路徑探測(cè)與時(shí)延測(cè)量的IP定位算法研究.pdf

1、基于IP的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體地理位置定位技術(shù)（簡(jiǎn)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(jí)定位精度，且可靠性難以保證。目前，通過網(wǎng)絡(luò)測(cè)量手段獲取目標(biāo)IP地理位置是IP定位技術(shù)的研究熱點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的內(nèi)容主要包括時(shí)延和拓?fù)?。本文圍繞如何獲得具有高可靠性和高精度的目標(biāo)IP地理位置開展研究，論文主要工作包括三個(gè)方面：
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2、、針對(duì)現(xiàn)有基于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的IP區(qū)域城市級(jí)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(jí)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(biāo)，對(duì)其拓?fù)溥M(jìn)行探測(cè)后，提取僅向單個(gè)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(biāo)識(shí)IP及相應(yīng)城市的標(biāo)識(shí)特征，然后將目標(biāo)的探測(cè)路徑與各城市的標(biāo)識(shí)IP相匹配，把目標(biāo)路徑中包含的標(biāo)識(shí)IP對(duì)應(yīng)的區(qū)域或城市作為目標(biāo)的估計(jì)位置。以河南省內(nèi)相鄰

3、的7個(gè)城市中已知位置的IP作為測(cè)試目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)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(duì)時(shí)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(cè)源的不足，給出了基于間接時(shí)延的IP定位算法。該算法首先從探測(cè)源同時(shí)向位于兩個(gè)不同候選城市的地標(biāo)發(fā)起時(shí)延測(cè)量，將測(cè)得的時(shí)延之和作為兩個(gè)地標(biāo)間的間接時(shí)延，并將該測(cè)量過程重復(fù)多次，得到每?jī)蓚€(gè)候選城市地標(biāo)間大量的間接時(shí)延數(shù)據(jù)；其次，利用核密度估

4、計(jì)方法估計(jì)該間接時(shí)延分布；然后，測(cè)量目標(biāo)IP與每個(gè)候選城市內(nèi)地標(biāo)間的間接時(shí)延；最后，基于最大似然估計(jì)方法確定目標(biāo)的最大可能位置。以河南省的十八個(gè)城市內(nèi)已知位置的IP作為測(cè)試目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)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(jí)定位準(zhǔn)確率。
　　3、針對(duì)現(xiàn)有具有較高精度定位算法SLG在最后一層定位中，當(dāng)共同路由器為匿名路由器時(shí)，定位精度較低的不足，提出了基于局部時(shí)延分布相似性度量的IP定位算法。該算法在確定目標(biāo)的

5、區(qū)域城市級(jí)位置的基礎(chǔ)上，首先對(duì)該區(qū)域或城市內(nèi)的大量地標(biāo)進(jìn)行拓?fù)涮綔y(cè)，查找出目標(biāo)與地標(biāo)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(cè)量并計(jì)算得到最近共同路由器與地標(biāo)和目標(biāo)之間的時(shí)延，作為地標(biāo)和目標(biāo)的局部時(shí)延；然后，根據(jù)大量的局部時(shí)延，獲取地標(biāo)和目標(biāo)的局部時(shí)延分布；最后，將與目標(biāo)的局部時(shí)延分布相似度最高的地標(biāo)，作為對(duì)目標(biāo)的估計(jì)位置。以位于鄭州市及其周邊共118個(gè)已知位置的IP為測(cè)試目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與現(xiàn)有的典型算法SLG相比，本