IP地理定位優化方法初探

曾良偉 張宇 朱金玉

摘 要：IP地址地理定位是網絡拓撲測繪的基礎，然而如何準確定位IP地址是一個難題。為了提高IP地址定位的準確性，本文提出了3種優化IP地理定位準確性的方法。首先綜合各個IP地理定位數據庫的優點，合并新的地理定位數據庫，新集成數據庫定位一致率較其他數據庫提高了2%。然后獲取互聯網路由器接口信息并對路由器定位，定位后的路由器可以作為地標點定位接口IP地址以及相鄰IP地址。最后搜集路徑信息，從路徑中推斷出地區的邊界網關IP地址，得到的網關IP地址列表能夠對地區內部的IP地址定位提供幫助。

關鍵詞： 網絡拓撲測繪;IP地理定位;路由器定位;地區網關

【Abstract】 IP address geolocation is the basis of network topology mapping， but how to accurately locate an IP address is a problem. In order to improve the accuracy of IP address location， this paper proposes three methods to optimize the accuracy of IP geolocation. First， the paper integrates advantages of each IP geolocation database to merge the newly geolocation database. The newly integrated database geolocation accuracy is 2% higher than other databases. Then the paper collects the Internet router interface information and locates the router. The located router can be used as a landmark point to locate the interface IP address and the adjacent IP address. Finally， the paper collects the path information， infer the regional border gateway IP address from the path. The list of gateway IP addresses can help locate the IP address within the region.

【Key words】 ?network topology mapping; IP geolocation; router geolocation; region gateway

0 引 言

如何將網絡空間與地理信息相互映射，將虛擬、動態的網絡空間測繪成可靠、有效的網絡空間地圖，是一項非常重要的工作[1]。IP地理定位技術分為2類。通過ISP、查詢whois信息等基于服務商填寫的方法獲取IP地址對應地理信息[2]，或者利用測量延遲或網絡拓撲對IP地址進行定位[3]。本文從3個角度對IP定位準確性進行優化。首先是合并各個公司的IP定位數據庫，IP定位數據庫包含了IP地址段對應的地理信息以及額外信息，提供接口供用戶查詢IP地址定位信息?，F在流行的數據庫不僅難于被校正，而且由于缺少建立這些數據庫的方法的相關信息，其準確度也仍有待商榷;然后是定位路由器，網絡空間中有許多路由器節點，而且都是信息傳輸的中轉站。若能準確定位路由器地理信息，對路由器相連的終端節點進行定位將變得非常簡單;最后是識別地區的網關IP地址列表，這些網關IP地址可以作為地理定位中的地標點指導該地區的地理定位，地區外的監測點測量地區內目的IP地址時，路徑中一定經過該地區的網關IP地址且經過網關IP地址后的路徑IP地址均屬于該地區。本文主要貢獻如下：

（1） 將多個流行的地理定位數據庫合并為一個更為準確的定位數據庫。

（2） 提出3種路由器定位方法。

（3）提取Traceroute數據中的網關IP地址信息。

1 相關工作

1.1 IP地理定位

GeoTrack[4]通過挖掘主機名字中可能包含的不同粒度的地理位置信息推測主機的位置。DRoP算法[5]提取和解碼路由器接口的主機名中包含的地理信息字符串來給出定位。NetGeo算法[6]通過直接查詢Whois數據庫來推測主機位置信息。MaxMind、IP2Location、埃文、IPMarker、IPIP.NET等基于數據庫的商業定位系統綜合各種方法來收集、獲取位置信息，定位精確度可為國家、城市、甚至于郵編級。

1.2 路由器定位

CAIDA維護宏觀互聯網拓撲數據工具包（ITDK），ITDK包含大面積測量全球互聯網得到的鏈接和路由數據。對于在路由器級別研究Internet的拓撲結構以及其他用途非常有用。測量數據利用MIDAR和iffinder工具合并路由器信息，本文使用路由器接口信息和路由器鏈接信息來對路由器進行定位[7]。

1.3 邊界推測

CFS算法[8]通過多個約束源縮小一個給定的對等鏈接可能的位置范圍，從而推斷對等互連所在的地理位置及互連關系類型。MAP-IT方法[9]根據多條的traceroute路徑中提取IP地址的接口鄰居集，提出啟發式推斷方法來識別域間連接的接口和所屬AS。Bdrmap[10]方法利用有針對性的traceroute、traceroute特性知識和結構化啟發式方法集中拓撲約束，從而正確地識別邊界路由器的域間鏈接。

圖4中，每個點代表一個IP地址，利用數據庫定位的相同地點用相同顏色做出表示。作為網關IP地址，則應為地理位置的分界線，那么在網關左側的非綠色圓圈其定位結果錯誤，網關右側的綠色圓圈定位結果錯誤。由此得到的網關IP地址，在一定程度上可以指導地理定位。

4 結束語

本文融合各個地理定位數據庫數據，增加了IP地址定位的2%的一致率。提出了3種路由器定位方法，對Caida ITDK中的路由器進行定位，并且驗證了定位結果的準確率。從公開的Traceroute數據中提取目標地區的網關IP地址列表，使用Ping測量、人工檢驗以及運營商檢驗的方式對得到的列表進行驗證。在未來，則會利用路由器定位結果對附近的終端IP地址進行定位，以及通過得到的地區網關IP地址對地區內部IP地址定位。

參考文獻

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