CN108156020B - 一种ip定位数据库优化方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种IP定位数据库优化方法及装置，所述方法包括：获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位。本发明提供的技术方案，可以有效的消除数据库中的错误数据，对定位结果可能错误的IP进行补充修复，准确定位IP地址位置，从而提高IP定位的精度。

Description

一种IP定位数据库优化方法及装置
技术领域
本发明涉及网络测量及大数据分析领域，具体涉及一种IP定位数据库优化方法及装置。
背景技术
近些年，IP定位服务已经成为一项十分重要的服务，广泛应用于各个领域，如内容定位、针对性广告(targeted advertisements)、身份认证、网络安全和网络性能优化等。由于IP定位服务具有广泛的应用范围和重要价值，得到了学术界和工业界的高度关注，目前在因特网上已有许多商用和用于学术研究的IP定位数据库，如IP2Location、MaxMind、GeoBytes、NetAcuity、Akamai、Quova、IPIP.net、纯真、新浪、淘宝和百度等。
简单的说，IP定位技术就是确定具有IP地址设备的地理位置。IP定位的基本方法是利用IP设备的名字、注册信息或时延信息来估计其地理位置。IP定位算法大致分为3类：第1类是直接查询Whois数据库来推测主机位置信息，代表算法包括IP2LL和NetGeo等；第2类基于主机名来推断地理位置的定位算法，包括GeoTrack，VisualRoute，GTrace，Neotrace等；第3类是通过网络结构和数据库信息来推断主机地理位置包括GeoCluster等，在Internet中，地址划分和路由是按照层次结构组织的。因此，路由器中的IP前缀(addressprefix，简称AP)信息可以作为拓扑簇的划分依据。然而，一个大的ISP或组织可能覆盖很大一个区域，为了进行准确定位，需要进一步将大的IP簇划分为更小粒度。定位算法设计基本原则是在保证定位精度的情况下，尽量减少测量开销，同时兼具良好扩展性，且不需要客户端支持。
这些定位算法的数据或来源于Whois数据的解析，或来源于运营商数据，或来源于网络数据的分析，其定位精度和准确性均无法获得保证，从而大大影响了IP定位数据的使用范围。
发明内容
本发明提供一种IP定位数据库优化方法及装置，其目的是有效消除数据库中的错误数据，对定位结果可能错误的IP进行补充修复，准确定位IP地址位置，从而提高IP定位的精度。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种IP定位数据库优化方法，其改进之处在于，包括：
获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；
根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；
若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位。
优选的，所述根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合之前，包括：
根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复。
进一步的，所述根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复，包括：
若所述网络路径中第i+1跳IP节点的时延小于第i跳IP节点的时延，则将所述第i跳IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延，并扫描第1至第i-1跳IP节点的时延，若存在大于所述第i+1跳IP节点的时延的IP节点，则将该IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延。
优选的，所述根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合，包括：
a.初始化i＝1；
b.判断网络路径中第i跳IP节点的时延与第i+1跳IP节点的时延的差是否大于第一阈值，若是，则将所述第i跳IP节点和第i+1跳IP节点加入同一路径集合，若否，则转至步骤c；
c.令i＝i+1，并返回步骤b。
进一步的，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离大于200公里，则所述第一阈值为5ms，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离小于200公里，则所述第一阈值为所述网络路径中最后一跳IP的时延与第一跳IP的时延之差的三分之一作为第一阈值。
优选的，所述若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位包括：
获取各路径集合中IP的定位信息，若同一路径集合中所有IP定位信息一致，则结束操作，否则获取定位信息不一致的路径集合中第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延，若所述第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延均小于3ms，则所述第m个IP节点位于区域x。
一种IP定位数据库优化装置，其改进之处在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；
第二获取单元，用于根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；
修复单元，用于若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位。
优选的，所述装置还包括：
数据修复单元，用于根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复；
其中，若所述网络路径中第i+1跳IP节点的时延小于第i跳IP节点的时延，则将所述第i跳IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延，并扫描第1至第i-1跳IP节点的时延，若存在大于所述第i+1跳IP节点的时延的IP节点，则将该IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延。
优选的，所述第二获取单元，包括：
初始化模块，用于初始化i＝1；
判断模块，用于判断网络路径中第i跳IP节点的时延与第i+1跳IP节点的时延的差是否大于第一阈值，若是，则将所述第i跳IP节点和第i+1跳IP节点加入同一路径集合，若否，则转至步骤c；
返回模块，用于令i＝i+1，并返回步骤b。
其中，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离大于200公里，则所述第一阈值为5ms，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离小于200公里，则所述第一阈值为所述网络路径中最后一跳IP的时延与第一跳IP的时延之差的三分之一作为第一阈值。
优选的，所述修复单元，用于：
获取各路径集合中IP的定位信息，若同一路径集合中所有IP定位信息一致，则结束操作，否则获取定位信息不一致的路径集合中第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延，若所述第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延均小于3ms，则所述第m个IP节点位于区域x。
本发明的有益效果：
本发明提供的技术方案以IP定位数据库为基础，通过获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延，再根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合，当所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位，能够有效消除数据库中错误数据，对定位结果可能错误的IP进行补充修复，准确定位IP地址位置，从而提高IP定位的精度，进一步，还可以广泛应用于用户大数据分析、定向广告、社交网络、网络安全、网络性能优化等领域，且应用效果有显著的提升。
附图说明
图1是本发明一种IP定位数据库优化方法的流程图；
图2是本发明实施例中的A市某IP到B市某IP网络路径原始时延的曲线图；
图3是本发明实施例中的修复后的A市某IP到B市某IP网络路径时延的曲线图；
图4是本发明实施例中的一种IP定位数据库优化方法的应用场景示意图；
图5是本发明一种IP定位数据库优化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种IP定位数据库优化方法，以IP定位数据库为基础，如图1所示，包括：
101.获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；
102.根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；
103.若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位。
网络时延由传输时延、传播时延、处理时延以及排队时延等4部分构成。在网络测量过程中由于网络负载的变化、系统的调度会导致时延波动，经常出现到前一跳的时延大于后一跳的情况。这种差异往往不大，但是却不满足时延单调性的约束，因此需要对时延的大小进行修复，则所述步骤102之前，包括：
根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复；
具体的，所述根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复，包括：
若所述网络路径中第i+1跳IP节点的时延小于第i跳IP节点的时延，则将所述第i跳IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延，并扫描第1至第i-1跳IP节点的时延，若存在大于所述第i+1跳IP节点的时延的IP节点，则将该IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延。
例如，图2示出了A市某IP到B市某IP网络路径原始时延的曲线，图3示出了修复后的A市某IP到B市某IP网络路径的时延曲线。
根据网络测量发现，网络路径的时延具有明显的阶跃性，在一个城市内部路由器之间的时延大小往往类似。从图2中可以看出，网络时延发生明显的阶跃。这种阶跃效应就可以表示为一个时延区间从而用来对IP的地理位置进行验证。
一般IP定位数据都声称其在区县或城市一级的定位精度可达80％以上甚至更高，因此，对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复之后，所述步骤102，包括：
a.初始化i＝1；
b.判断网络路径中第i跳IP节点的时延与第i+1跳IP节点的时延的差是否大于第一阈值，若是，则将所述第i跳IP节点和第i+1跳IP节点加入同一路径集合，若否，则转至步骤c；
c.令i＝i+1，并返回步骤b。
其中，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离大于200公里，则所述第一阈值为5ms，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离小于200公里，则所述第一阈值为所述网络路径中最后一跳IP的时延与第一跳IP的时延之差的三分之一作为第一阈值。
进一步的，获取所述网络路径的路径集合之后，所述步骤103，包括：
获取各路径集合中IP的定位信息，若同一路径集合中所有IP定位信息一致，则结束操作，否则获取定位信息不一致的路径集合中第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延，若所述第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延均小于3ms，则所述第m个IP节点位于区域x。
其中，各路径集合中IP的定位信息由IP定位数据库中获取；
例如，如图4所示，从IP定位库中随机选择了50个IP位于C市和50个位于其他城市的IP进行了测试，在C市的a区、b区、c区以及d区选择了4个基准节点作为基准节点。通过实际分析发现，试验的成功率达到了100％，均可判定出IP所在的地理位置，需要说明的是本算法是一种城市级别的IP定算法，当定位粒度增加时，需要更具地理位置的粒度进行细化。
本发明还提供一种IP定位数据库优化装置，如图5所示，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；
第二获取单元，用于根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；
修复单元，用于若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位。
进一步的，所述装置还包括：
数据修复单元，用于根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复；
具体的，若所述网络路径中第i+1跳IP节点的时延小于第i跳IP节点的时延，则将所述第i跳IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延，并扫描第1至第i-1跳IP节点的时延，若存在大于所述第i+1跳IP节点的时延的IP节点，则将该IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延。
进一步的，所述第二获取单元，包括：
初始化模块，用于初始化i＝1；
判断模块，用于判断网络路径中第i跳IP节点的时延与第i+1跳IP节点的时延的差是否大于第一阈值，若是，则将所述第i跳IP节点和第i+1跳IP节点加入同一路径集合，若否，则转至步骤c；
返回模块，用于令i＝i+1，并返回步骤b。
其中，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离大于200公里，则所述第一阈值为5ms，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离小于200公里，则所述第一阈值为所述网络路径中最后一跳IP的时延与第一跳IP的时延之差的三分之一作为第一阈值。
优选的，所述修复单元，用于：
获取各路径集合中IP的定位信息，若同一路径集合中所有IP定位信息一致，则结束操作，否则获取定位信息不一致的路径集合中第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延，若所述第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延均小于3ms，则所述第m个IP节点位于区域x。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种IP定位数据库优化方法，其特征在于，所述方法包括：
获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；
根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；
若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位；
所述根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合，包括：
a.初始化i＝1；
b.判断网络路径中第i跳IP节点的时延与第i+1跳IP节点的时延的差是否大于第一阈值，若是，则将所述第i跳IP节点和第i+1跳IP节点加入同一路径集合，若否，则转至步骤c；
c.令i＝i+1，并返回步骤b；
所述若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位包括：
获取各路径集合中IP的定位信息，若同一路径集合中所有IP定位信息一致，则结束操作，否则获取定位信息不一致的路径集合中第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延，若所述第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延均小于3ms，则所述第m个IP节点位于区域x。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合之前，包括：
根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复，包括：
若所述网络路径中第i+1跳IP节点的时延小于第i跳IP节点的时延，则将所述第i跳IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延，并扫描第1至第i-1跳IP节点的时延，若存在大于所述第i+1跳IP节点的时延的IP节点，则将该IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离大于200公里，则所述第一阈值为5ms，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离小于200公里，则所述第一阈值为所述网络路径中最后一跳IP的时延与第一跳IP的时延之差的三分之一作为第一阈值。
5.一种应用于如权利 要求1所述的一种IP定位数据库优化方法的IP定位数据库优化装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取IP定位数据库中网络路径及该网络路径中各IP节点的时延；
第二获取单元，用于根据所述网络路径中邻接IP节点的时延对所述网络路径中各IP节点进行分组，获取所述网络路径的路径集合；
修复单元，用于若所述路径集合中IP节点的定位不一致，则根据各区域基准节点修复该路径集合中IP节点的定位。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
数据修复单元，用于根据网络路径中邻接IP节点的时延对网络路径中各IP节点的时延进行数据修复；
其中，若所述网络路径中第i+1跳IP节点的时延小于第i跳IP节点的时延，则将所述第i跳IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延，并扫描第1至第i-1跳IP节点的时延，若存在大于所述第i+1跳IP节点的时延的IP节点，则将该IP节点的时延修改为所述第i+1跳IP节点的时延。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元，包括：
初始化模块，用于初始化i＝1；
判断模块，用于判断网络路径中第i跳IP节点的时延与第i+1跳IP节点的时延的差是否大于第一阈值，若是，则将所述第i跳IP节点和第i+1跳IP节点加入同一路径集合，若否，则转至步骤c；
返回模块，用于令i＝i+1，并返回步骤b；
其中，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i跳IP节点的地理距离大于200公里，则所述第一阈值为5ms，若所述网络路径中第i+1跳IP节点与第i 跳IP节点的地理距离小于200公里，则所述第一阈值为所述网络路径中最后一跳IP的时延与第一跳IP的时延之差的三分之一作为第一阈值。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述修复单元，用于：
获取各路径集合中IP的定位信息，若同一路径集合中所有IP定位信息一致，则结束操作，否则获取定位信息不一致的路径集合中第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延，若所述第m个IP节点到区域x中M个基准节点的时延均小于3ms，则所述第m个IP节点位于区域x。
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