IPCIS中IP地址使用位置库的有效性分析

论文总字数：27681字

摘 要

本文的研究内容来源于IP综合信息系统IPCIS的IP地址使用位置库，其中IPCIS系统属于211工程三期公共服务体系建设项目“中国教育和科研计算机网主干网和重点学科信息服务体系升级扩容工程”，而IP地址使用位置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:Maxmind、IP2Location、QQ纯真，以及CERNET自身的whois数据库得到的，其中包含3479773个IPv4地址段的使用位置信息，总计覆盖了242个国家及地区，对拥有有效IPv4地址数量前6位的国家的IP覆盖率能够达到95%以上（美国98.64%，中国99.78%，日本98.89%，英国97.71%，德国97.87%，韩国97.91%）。

但是目前IP地址使用位置库更新不及时，存在IP地址定位信息不精确，IP地址段定位粒度大等问题，因此需要对现有的IP地址使用位置库的有效性进行分析，从而提高IP地址使用位置库的覆盖率及准确度，更好的满足IPCIS的使用需求。

本文的主要任务是对IPCIS系统的IP地址使用位置库进行有效性分析，具体包含方法的有效性分析和内容的有效性分析两部分，方法的有效性分析指的是

基于Trace数据设计IP地址地理定位判定规则，本文提出了单纯基于时延的IP地址地理判定规则和添加约束的IP地址地理判定规则，并通过统计学原理验证其有效性。内容的有效性分析是指使用准确性最高的IP地址地理定位判定规则对现有的IP地址使用位置库的内容进行有效性分析。

关键词：IP地址地理定位，IP地址关联分析

Abstract

The research is based on geolocation library for IP addresses from the IP Comprehensive Information System (IPCIS) , and IPCIS belongs to the project of CERNET backbone upgradation in the 3^rd phase of the 211 program. However, geolocation library for IP addresses is supported by combining several accurate open source IP geolocation databases, such as Maxmind, IP2Location, QQ Naivety and whois database of CERNET itself, which contains 3479773 location information of IPv4, and covers a total of 242 countries and regions, with a more than 95% coverage rate in first six nations of valid IPv4 addresses (98.64% in US, 99.78% in China, 98.89% in Japan, 97.71% in UK, 97.87% in Germany, and 97.91% in South Korea).

But with no updating of the current IP address in time, there is inaccuracy in IP address location information, and fault in the IP address location segment. Therefore, there is a need to analyze existing IP location library effectively, and to improve the coverage and accuracy of IP address location library to better meet the demand of the IPCIS.

The main task of this paper is to analyze the IP address location library of the IPCIS system effectively. The specific method includes effectiveness analysis and the analysis of validity these two parts. The effectiveness analysis refers to design IP address location decision rules based on the Trace data design, and this paper proposes a geographical decision rule naively based on time delay and geographical decision rules modified by constraints, and then verifies its effectiveness through the statistical principle. The effectiveness analysis of the content refers to analyze the IP address of the location library with the highest accurate location decision rules.

Keywords: IP addresses’ Geolocating, IP addresses’ Co-relation analysis

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章绪论 1

1.1研究背景 1

1.1.1 IP地址地理定位概念 1

1.1.2论文研究背景 2

1.2 IP地址地理定位的现状 4

1.3研究目标与内容 6

1.4 论文的组织结构 7

第二章 单纯基于时延的IP地址定位判定规则 8

2.1 问题定义 8

2.2 可用数据介绍 9

2.3 单纯基于时延的IP地址地理判定规则设计 11

2.4 基于全球互联网通过统计学原理验证判定规则的有效性 11

2.4.1基于多跳IP地址地理定位算法获取统计样本 13

2.4.2基于现有的IP地址使用位置库获取统计样本 16

2.4.3统计结果 18

2.5 基于CERENT内部IP通过统计学原理验证判定规则的有效性 20

2.5.1 统计样本获取 20

2.5.2统计结果 21

2.6 本章小结 22

第三章 添加约束的IP地址地理定位判定规则 23

3.1问题定义 23

3.2 添加约束的IP地址地理定位判定规则设计 23

3.3基于全球互联网通过统计学原理验证判定规则的有效性 24

3.3.1统计样本获取 24

3.3.2 统计结果 27

3.3.3滑动窗口机制的统计模型 28

3.4 本章小结 28

第四章 IP地址使用位置库内容有效性分析 29

4.1问题定义 29

4.2有效性分析算法 29

4.3 有效性分析结果 30

第五章 论文总结 31

致谢 33

参考文献 34

1. 绪论
   1. 研究背景

互联网是互联网技术和通信技术的产物，随着计算机网络技术的飞速发展，互联网技术已经成为了信息时代的重要特征，人们的工作和生活都与互联网息息相关，以我国为例，根据中国互联网信息中心(CNNIC)的数据，截至到2014年06月30日中国的网民数量为6.32亿，手机网民数量为5.27亿，PC互联网已日趋饱和，移动互联网呈现井喷式的发展。互联网的发展重心开始从追求数量增长向追求提高质量方向转变，愈发丰富的互联应用正在改变人们传统的生活方式，

面对庞大的用户群，获取并管理互联网用户的位置信息是一个十分重要的课题，

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