CN109120740B - 生成IPv6地址的服务器、系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器，包括：DHCPv6服务器单元用于接收IPv6地址请求，并对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址；其中，所述地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括账号信息。本发明还提供了一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成及方法，能够将用户信息和地理信息无损压缩至IPv6地址的后64位，生成嵌入有地理信息和用户信息的IPv6地址，便于对流量数据进行分析及信息追踪，提高了保障网络的安全。

Description

生成IPv6地址的服务器、系统及方法

技术领域

本发明涉及基于IPv6的网络行为监控与网络行为管理技术领域，尤其涉及一种基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器、基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统及方法。

背景技术

现代社会，互联网上的信息十分广泛，越来越多的人使用网络，同时，利用网络上的漏洞，非法匿名操作严重威胁人们的网络利益和安全。因此，如何追溯用户信息成为人们关心的热点。

天地一体化网络综合利用了新型信息网络技术，充分发挥空、天、地信息技术的各自优势，通过空、天、地、海等多维信息的有效获取、协同、传输和汇聚，以及资源的统筹处理、任务的分发、动作的组织和管理，实现时空复杂网络的一体化综合处理和最大有效利用，为各类不同用户端提供实时、可靠、按需服务的泛在、机动、高效、智能、协作的信息基础设施和决策支持系统。兼容天地一体化网络技术，可以更好的提高现有网络的实用性和高可用性。

同时，IPv6地址长度有限，如何将用户端身份和地理信息嵌在IPv6地址中是技术的难点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器、基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统及方法，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明实施例的一方面，提供了一种基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器，包括：

DHCPv6服务器单元，用于接收IPv6地址请求，并对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址；

其中，所述地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括账号信息。

在本发明的一些实施例中，所述DHCPv6服务器单元还用于确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值、以及与所述用户信息相关的UserID进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位；以及判断所述IPv6地址是否与已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址；若不同，则保留所述IPv6地址。

在本发明的一些实施例中，所述DHCPv6服务器单元分别对该差值、以及与所述用户信息相关的UserID进行压缩处理指，所述DHCPv6服务器单元对所述差值和UserID进行压缩处理，确定与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统，包括：

一个或者多个以上任一所述的服务器；

至少一个用户端，各用户端用于发送所述IPv6地址请求。

在本发明的一些实施例中，还包括：

数据库，用于存储用户信息、以及与所述用户信息相关的UserID；

所述DHCPv6服务器单元还用于：确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值和UserID进行压缩处理；确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位；以及判断该用户端的IPv6地址是否与数据库中存储的已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端；和/或

中央管理服务器，用于存储各DHCPv6服务器单元的地理信息和分配的对应的IPv6地址，从而通过逆向解析逆向追溯，确定用户端的地理信息和账号信息。

本发明实施例的再一方面，还提供了一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成方法，包括：

DHCPv6服务器单元，接收IPv6地址请求，并对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址；

其中，所述地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括账号信息。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：

至少一个用户端发送IPv6地址请求至该DHCPv6服务器单元。

在本发明的一些实施例中，还包括：

数据库存储用户信息、以及与所述用户信息相关的UserID；DHCPv6服务器单元确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值和UserID进行压缩处理；确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位；以及判断该用户端的IPv6地址是否与数据库中存储的已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端。

在本发明的一些实施例中，中央管理服务器存储各DHCPv6服务器单元的地理信息和分配的对应的IPv6地址，从而通过逆向解析逆向追溯，确定用户端的地理信息和账号信息。

在本发明的一些实施例中，分别对该差值和UserID进行压缩处理具体为：

对所述差值和UserID进行压缩处理，确定与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

(三)有益效果

本发明的基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器、基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统及方法，相较于现有技术，至少具有以下优点：

1、本发明能够将用户信息和地理信息无损压缩至IPv6地址的后64位，便于对流量数据进行分析及信息追踪，提高了保障网络的安全，同时，对于用户端上网管理更加方便，用户端流量更加透明。

2、通过UserID的位数可以得出，本发明提出的方法可以容纳16⁶即1600多万个用户端，可以满足大规模用户端使用的情况。

3、IPv6的后64位有6位十六进制，可实现16⁶即约1600万(16777216)个用户端的存储，因此本发明生成的IPv6地址可面向大规模的用户端。

4、为了在需要追溯时，可以通过逆向解析查找到用户端的地理信息和用户信息，可以避免失误，方便追责。

附图说明

图1为本发明实施例的基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成方法的步骤示意图；

图3为图2的流程示意图。

具体实施方式

现有技术中，难以将用户信息和地理信息嵌在只有128位的IPv6地址中，其中，主要的难点在于现有的数据无损压缩算法，难以将用户信息和地理信息压缩至64位二进制中，有鉴于此，本发明提供了基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器、基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统及方法，DHCPv6服务器单元接收IPv6地址请求，并对其中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位。如此，本发明便能将用户信息和地理信息无损压缩至IPv6地址的后64位，便于对流量数据进行分析及信息追踪，提高了保障网络的安全。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例的第一方面，提供了一种基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器，包括：

DHCPv6服务器单元用于接收IPv6地址请求，并对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址；

其中，所述地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括账号信息。

所述DHCPv6服务器单元还用于确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值、以及与所述用户信息相关的UserID进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位；以及判断所述IPv6地址是否与已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址；若不同，则保留所述IPv6地址。

所述DHCPv6服务器单元分别对该差值、以及与所述用户信息相关的UserID进行压缩处理指，所述DHCPv6服务器单元对所述差值和UserID进行压缩处理，确定与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

本发明实施例的另一方面，提供了一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统，图1为本发明实施例的基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：至少一个用户端和一个或者多个DHCPv6服务器单元。

其中，各用户端用于发送IPv6地址请求，所述IPv6地址请求包括该用户端的用户信息和地理信息，地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括用户端的账号信息。

各DHCPv6服务器单元用于接收所述IPv6地址请求，并对所述用户信息和地理信息进行压缩处理，确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位，同时再结合DHCPv6服务器单元指定的前缀(即IPv6地址的前64位，一般DHCPv6服务器单元在配置文件里面需要指定该前缀)，从而确定并下发该用户端的IPv6地址。

在本发明的一些实施例中，对用户端的账号信息直接进行压缩，存在一定的难度或者不方便，因此，该系统还可以包括数据库，用于存储用户信息、以及与所述用户信息相关的UserID，由此，直接对UserID和地理信息进行压缩，能够高效率地得到IPv6地址。

此外，所述生成系统还可以包括中央管理服务器，用于存储各DHCPv6服务器单元的地理信息和分配的对应的IPv6地址(生成的IPv6地址和修正IPv6地址)，从而通过逆向解析逆向追溯，确定用户端的地理信息和账号信息。

图2为图1的过程示意图，如图2所示，各用户端发送IPv6地址请求(例如NeighborSolicitation)，所述IPv6地址请求包括该用户端的用户信息和地理信息。DHCPv6服务器单元解析其中的用户信息，并在数据库中找到与该用户信息相关的UserID，也就是说，IPv6地址请求可以通过TLV(Tag、Length、Value)格式加入用户端的用户信息和地理信息。

为了提高地理信息的精确度，我们所获得的经纬度精确到小数点后6位，即1米的精确距离。若经纬度分别以字符串存储，则至少需要18个字节即144位的长度，加上高度以及账号信息的存储，该信息存储要远远大于64位。因此，选择一个无损的数据压缩算法很关键。而现有的数据无损压缩算法，并能严格压缩在64位以内的算法少之又少。

因此，本发明实施例选择基于ZigZag算法的改进压缩算法，可以巧妙地将用户端的地理信息无损压缩至40位，账号信息压缩至24位。也就是说，本发明可以实现DHCPv6服务器单元最多可以为2¹⁵即方圆32公里(32768米)以内的客户分配IPv6地址。

更具体地，用户端提供的经纬度地理信息可以精确到小数点后6位，即百万分位，也就是实际距离可以精确到1米，DHCPv6服务器单元与用户端的距离要求不超过32768米，DHCPv6服务器单元将用户信息首先与本地地理信息做差值，得到的差值为-32768～32768，将符号位保存至最高位，即-32768对应0xffff，32768对应0x7fff，差值范围为0x0000～0xffff。同时通过本发明的压缩方法，可以将数值至压缩至2个字节，这2个字节的范围为(0000)～(ff ff)。

各DHCPv6服务器单元接收所述IPv6地址请求，并对其中的差值和UserID进行压缩处理，确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位，以及判断该用户端的IPv6地址是否与数据库中存储的已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端。一般来说，已有IPv6地址不会再下发给用户端。

还需说明的是，本发明还可以进行用户端身份的信息存储，即将用户信息与一个6位的十六进制数的UserID作映射，且UserID存储在数据库中。中央管理服务器对IPv6地址请求进行压缩处理，具体指，中央管理服务器基于Zigzag算法的改进压缩方法确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值和UserID进行压缩处理；以及确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位，这后64位被表述为8个字节，与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

由于UserID是一个6位的十六进制数，经过本发明提出的压缩算法可以将该UserID压缩至24位二进制。通过UserID的位数可以得出，本发明提出的方法可以容纳16⁶即1600多万个用户端，可以满足大规模用户端使用的情况。

图3为图1中IPv6地址的生成流程图，如图3所示，举例来说，用户端1的地理信息为(116.440741，39.890421，52)，与用户端1进行通信的DHCPv6服务器单元1的地理信息为(116.440730，39.890439，52)。将二者的地理信息作差得到差值(0.000011，-0.000018，0)，经纬度将其扩大10⁶，可得(11，-18，0)，将(11，-18，0)转换为二进制并将符号位放在最高位得到(000000000001011，1000000000010010，0)，转为十六进制为(0x000b，0x8012，0x0)。

在得到差值的十六进制之后，基于Zigzag算法的改进压缩方法将其压缩至5个字节，按照顺序，2个字节关于经度信息，2个字节关于纬度信息，1个字节关于高度信息，得到(00 0b 80 12 00)。

另外，举例来说，用户端1的用户信息为cemet123，其在数据库中对应的UserID为十六进制的0x010001，通过Zigzag算法的改进压缩方法将其压缩为3个字节(01 00 01)。

DHCPv6服务器单元根据5个字节(00 0b 80 12 00)和3个字节(01 00 01)，得到8个字节(00 0b 80 12 00 01 00 01)，将其作为IPv6的后64位：b:8012:1:1。IPv6的后64位有6位十六进制，可实现16⁶即约1600万(16777216)个用户端的存储，因此本发明生成的IPv6地址可面向大规模的用户端。

最后根据DHCPv6服务器单元在配置文件里指定的前缀，确定用户端1的IPv6地址的前缀2001:da8:266:f200，由此，得到用户端1的IPv6地址：

2001:da8:266:f200:b:8012:1:1。

由于已有IPv6地址不能进行再分配，因此DHCPv6服务器单元还需判断该用户端的IPv6地址是否与所述已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端。

由此，本发明的该IPv6地址生成方式能够将用户端的上网的地理信息和账号信息压缩存储在IPv6地址的后64位，对于用户端上网管理更加方便，用户端流量更加透明。同时本发明可以运用在DHCPv6要求是64位的下发前缀情况下，扩大了本发明的可用的范围。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成方法，包括步骤：

S1、一个或者多个DHCPv6服务器单元接收IPv6地址请求，并对其中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，同时再结合DHCPv6指定的前缀(IPv6地址的前64位，一般DHCPv6服务器单元在配置文件里会指定该前缀)，从而确定IPv6地址。

在步骤S1之前，一般包括步骤S0、至少一个用户端发送IPv6地址请求，所述IPv6地址请求包括该用户端的用户信息和地理信息。

在本发明的一些实施例中，所述方法还可以包括S2～S4。

在步骤S2中，数据库存储用户信息、以及与所述用户信息相关的UserID。由此，DHCPv6服务器单元直接对UserID和地理信息进行压缩，能够高效率地得到IPv6地址。

还需说明的是，步骤S2中，分别对该差值和UserID进行压缩处理，具体指，DHCPv6服务器单元基于Zigzag算法改进之后的压缩算法，对所述差值和UserID进行压缩处理，确定与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

在步骤S3中，DHCPv6服务器单元确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值和UserID进行压缩处理；确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位；以及判断该用户端的IPv6地址是否与数据库中存储的已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端。

在步骤S4中，中央管理服务器存储各DHCPv6服务器单元的地理信息和分配的对应的IPv6地址(生成的IPv6地址和修正IPv6地址)，从而通过逆向解析逆向追溯，确定用户端的地理信息和账号信息。

综上，本发明的基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器、基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统及方法能够将用户信息和地理信息无损压缩至IPv6地址的后64位，便于对流量数据进行分析及信息追踪，提高了保障网络的安全，同时还满足了大规模用户端使用的情况，扩大了本发明的可用的范围。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本发明的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于用户信息和地理信息生成IPv6地址的服务器，包括：

DHCPv6服务器单元，用于接收IPv6地址请求，并对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址；

其中，所述地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括账号信息；

所述对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址包括：

所述DHCPv6服务器单元基于Zigzag算法的改进压缩方法确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值和UserID进行压缩处理；以及确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位，这后64位被表述为8个字节，与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

2.根据权利要求1所述的服务器，其中，所述DHCPv6服务器单元还用于判断所述IPv6地址是否与已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址；若不同，则保留所述IPv6地址。

3.一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成系统，包括：

一个或者多个如权利要求1至2中任一所述的服务器；

至少一个用户端，各用户端用于发送所述IPv6地址请求。

4.根据权利要求3所述的生成系统，其中，还包括：

数据库，用于存储用户信息、以及与所述用户信息相关的UserID；

所述DHCPv6服务器单元还用于：判断该用户端的IPv6地址是否与数据库中存储的已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端。

5.根据权利要求3所述的生成系统，其中，还包括：中央管理服务器，用于存储各DHCPv6服务器单元的地理信息和分配的对应的IPv6地址，从而通过逆向解析逆向追溯，确定用户端的地理信息和账号信息。

6.一种基于用户信息和地理信息的IPv6地址的生成方法，包括：

DHCPv6服务器单元，接收IPv6地址请求，并对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址；

其中，所述地理信息包括经度信息、纬度信息以及高度信息；所述用户信息包括账号信息；

所述对所述IPv6地址请求中的用户信息和地理信息进行压缩处理，确定IPv6地址的后64位，从而确定IPv6地址包括：

所述DHCPv6服务器单元基于Zigzag算法的改进压缩方法确定所述地理信息与DHCPv6服务器单元的地理信息的差值，并分别对该差值和UserID进行压缩处理；以及确定与该DHCPv6服务器单元通信的用户端的IPv6地址的后64位，这后64位被表述为8个字节，与所述差值相关的5个字节、以及与UserID相关的3个字节，其中，所述5个字节包括与经度信息相关的2个字节、与纬度信息相关的2个字节、以及与高度信息相关的1个字节。

7.根据权利要求6所述的生成方法，其中，所述方法还包括：

至少一个用户端发送IPv6地址请求至该DHCPv6服务器单元。

8.根据权利要求7所述的生成方法，其中，还包括：

数据库存储用户信息、以及与所述用户信息相关的UserID；DHCPv6服务器单元判断该用户端的IPv6地址是否与数据库中存储的已有IPv6地址相同，若相同，则DHCPv6服务器单元随机生成一修正IPv6地址，并将其下发至该用户端；若不同，则保留该用户端的IPv6地址，并将其下发至该用户端；和/或

中央管理服务器存储各DHCPv6服务器单元的地理信息和分配的对应的IPv6地址，从而通过逆向解析逆向追溯，确定用户端的地理信息和账号信息。

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