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摘 要

本文的研究内容来源于IPCIS中的IP地址使用位置库。IPCIS系统是中国教育和科研计算机网主干网建设中的一个IP地址综合信息系统。IP地址使用位置库是IPCIS的一个子系统，该数据库是通过合并目前几个准确度较高的开源IP地址使用位置数据库得到的。目前IP地址使用位置库的主要信息来源于Maxmind、IP2Location、QQ纯真以及中国教育网自身的whois数据库，其中包含6745048个IPv4地址段的使用位置信息，总计覆盖了237个国家及地区。

由于IP地址使用位置库的内容经常发生变化，影响数据库的精确使用，因此需要对现有IP地址使用位置库进行定期的有效性维护，从而提高数据库信息的准确程度，增强IPCIS系统的可用性。

本文的主要任务是建立IPCIS系统中IP地址使用位置库的有效性维护体系，具体包含的内容有IP地址前缀的规范化检查，IP地址定位内容缺失检查以及完善IP地址使用位置库的更新机制。IP地址前缀规范化检查是将每个数据按IP地址前缀的形式进行表示，同时将处于同一个地理位置的IP地址依据IP地址前缀的表示规范进行尽可能地合并。本文提出了一种段维护算法，并通过编程检查验证其有效性。IP地址定位内容缺失检查是找出库中存在内容缺失的条目并统计数目。完善IP地址使用位置库的更新机制是在该数据库原有更新机制的基础上做出部分改进，获得更新数据。

关键词：IP地址地理定位 IP地址前缀规范化检查 段维护算法

THE EFFECTIVE MAINTENANCE

OF IP COMPREHENSIVE INFORMATION SYSTEM

Abstract

The research is based on geolocation library for IP address from the IP Comprehensive Information System (IPCIS). IPCIS is a comprehensive information system of IP address which constructed by the CERNET backbone. IP address location library is a subsystem of IPCIS, which supported by combining several accurate open source IP geolocation databases. The current IP address use main data from Maxmind, IP2Location, QQ Naivety and whios database of CERNET itself, which contains 6745048 location information of IPv4, and covers a total of 237 countries and regions.

But with the content of IP address location library changing constantly, there is an influence on the accurate use of the database. Therefore, there is a need to maintain existing IP address location library regularly, sequentially improve the accuracy of the database information, and enhance IPCIS system availability.

The main task of this paper is to establish the effective maintenance system of IP address location library in IPCIS. It includes specific tasks are the IP address prefix standardized examination, the inspection of the missing content of IP address information and the improvement of update mechanism. IP address prefix standardized examination is to express each data according to IP address prefix form, and merge the IP information according to IP address prefix specification as much as possible. This paper proposes a segment maintenance algorithm and verifies its effectiveness through the program. IP address missing content inspection is aim at finding missing content of IP address information and count the numbers. Perfecting the database update mechanism is to make some improvement on the basis of the original update mechanism, and obtain the update data.

Keywords：IP address’ geolocation, IP address prefix standardized examination, segment maintenance algorithm

目 录

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.1.1 IP地址地理定位概念 1

1.1.2 论文研究背景 2

1.1.3 IP地址使用位置库介绍 3

1.2 IP地理定位现状 4

1.3 研究目标与内容 5

1.4 论文组织结构 5

第二章 IP地址前缀规范化检查 6

2.1 问题定义 6

2.2算法设计思想 6

2.3 算法流程图与详细描述 7

2.3.1合并部分流程图与描述 7

2.3.2拆分部分流程图与描述 8

2.4 算法具体实例 9

2.4.1 合并部分实例 9

2.4.2 拆分部分实例 9

2.5 算法有效性分析 10

2.6 实验结果统计分析 11

2.7 本章小结 13

第三章 IP地址使用位置库缺失内容检查 14

3.1 问题定义 14

3.2 算法设计思想 14

3.3算法流程图与详细描述 14

3.4 实验结果统计分析 15

3.5 本章小结 15

第四章 IP地址使用位置库更新 16

4.1 问题来源 16

4.2 可用数据介绍 16

4.3 现有数据库的更新机制 17

4.3.1连续多跳IP地址关联分析算法 18

4.3.2基于时延的IP地址关联分析算法 18

4.4 IP地址使用位置库更新机制改进 19

4.5 IP地址使用位置库自动更新结果 19

4.6 本章小结 21

第五章 论文总结 22

5.1 工作总结 22

5.2 研究展望 22

致谢 24

主要参考文献 25

第一章 绪 论

1.1 引言

因特网是各种网络互连形成的一个庞大的网络，这些网络通过一个共同协议形成国际网络的雏形。在当今计算机网络技术的飞速发展下，互联网在人们的生活和工作中无孔不入。以中国为例，互联网帮助人们建立了社会生活的一种新形式，互联网的发展也进入了一个新的阶段。据中国互联网络信息中心测算，截至2015年12月，中国网民规模已达到6.88亿，其中手机网民的数量高达6.20亿，互联网的普及率也已过半。随着互联网的高速发展，用户群的需求也在不断增长，如何获取并管理网络用户的位置信息俨然成为时下重要的研究课题之一。各类应用程序及网站通过用户IP定位，一方面既可以显示与本地有关的内容，完成服务器带宽平衡，另一方面通过IP定位可以有效遏制网络欺诈。

IP地理位置定位是未来网络服务的发展方向之一，然而现在并没有一个权威的IP地址使用位置库，目前大多位置数据库是大杂烩式的来源导出的（包括DNS LOC记录，域名注册，主机名和DNS解析规则）。这些信息源基本是由人工手动维护的，因而存在信息不一致和过时的影响。

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