CN112714204B

CN112714204B - IPv6地址与网段的匹配方法、装置、电子设备和存储介质

Info

Publication number: CN112714204B
Application number: CN202011531844.0A
Authority: CN
Inventors: 黄友俊; 李星; 吴建平; 刘知刚
Original assignee: CERNET Corp
Current assignee: CERNET Corp
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2040-12-22
Also published as: CN112714204A

Abstract

本公开提供了一种IPv6地址与网段的匹配方法，所述方法包括：获取网段参考表；确定所述网段参照表包含的网段的位数；将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列；判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列；若所述网段参照表包含所述网段整型序列，则为所述IPv6地址标记所述网段整型序列对应的网段编号。本公开还提供了一种IPv6地址与网段的匹配装置、电子设备和存储介质。

Description

IPv6地址与网段的匹配方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本公开涉及互联网技术领域，具体涉及一种IPv6地址与网段的匹配方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

IPv6地址的完整长度是128位(bit)，一个IPv6地址的完全表示法形如XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX的格式，用“：”分成8段，每个X是一个16进制数。实际应用中，IPv6地址有多种表示形态，常见的表示方法有冒分十六进制表示法、0位压缩表示法和内嵌IPv4地址表示法。IPv6地址在不同的表示方法下，具有不一样的长度，因此给IPv6地址的查找和匹配带来了诸多不便。同时在面对批量处理的大数据统计业务时，经常需要根据IPv6地址所属组织单位来进行统计分析，异常流量检测，网络活动监控等等。所以，对网络流量中的IPv6地址属于哪个组织单位进行匹配是一个关键过程。通常会有一个IPv6网段参照表用以记录某个组织单位对应的IPv6网段。因此，需要为每个IPv6地址遍历网段参照表中的所有记录，这使得对IPv6地址与网段进行匹配的效率就会变得极其低下，难以满足对大数据处理的性能要求。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本公开提供了一种IPv6地址与网段的匹配方法，所述方法包括：获取网段参照表；确定所述网段参照表包含的网段的位数；将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列；判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列；若所述网段参照表包含所述网段整型序列，则为所述IPv6地址标记所述网段整型序列对应的网段编号。

可选地，所述将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列，包括：将预先获取的IPv6地址表示为完全表示法字符串；将所述完全表示法字符串转换成长整型序列；将所述长整型序列转换成与所述位数对应的网段整型序列。

可选地，所述确定所述网段参照表包含的网段的位数之前，包括：读取所述网段参照表，所述网段参照表包含参照网段整型序列和网段编号；基于所述参照网段整型序列和所述网段编号，创建网段哈希表和网段位数集合表，所述网段哈希表包含多个由参照网段整型序列和网段编号构成的Key-Value，以及所述网段位数集合表包含所有所述参照网段整型序列对应的网段的位数。

可选地，所述确定所述网段参照表包含的网段的位数，包括：读取所述网段位数集合表；确定所述网段位数集合表包含的网段的位数。

可选地，所述判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列，包括以所述网段整型序列作为检测Key，查找所述网段哈希表的Key-Value中是否包含与所述检测Key相同的Key。

可选地，所述网段位数集合表至少包含一种参照网段整型序列对应的网段的位数。

可选地，所述网段哈希表包含的所述Key-Value可被添加和删除。

本公开还提供了一种IPv6地址与网段的匹配装置，包括：

获取模块，用于获取网段参照表；

确定模块，用于确定所述网段参照表包含的网段的位数；

转换模块，用于将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列；

判断模块，用于判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列；

标记模块，用于若所述网段参照表包含所述网段整型序列，则为所述IPv6地址标记所述网段整型序列对应的网段编号。

本公开又一方面提供了一种电子设备，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，该程序包含上述的IPv6地址与网段的匹配方法。

本公开再一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序包含上述的IPv6地址与网段的匹配方法。

基于上述技术方案可知，本公开至少具有以下有益效果：

1、根据网段参照表确定IPv6地址所需要匹配的网段的位数，并根据网段参照表进行匹配。避免出现在批量的网段参照表中执行IPv6地址和网段的匹配操作的问题，降低匹配效率。

2、对IPv6地址的表达方式进行相应的转换，使得可对不同长度的IPv6地址执行有针对性的匹配。以免执行遍历全部网段参照表的复杂操作，实现快速有效地判断一个IPv6地址的所属网段，能够显著提升网络流量大数据处理性能，从而满足网络流量统计分析的相关业务需求。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性地示出了根据本公开实施例的IPv6地址与网段的匹配方法的流程图；

图2示意性地示出了根据本公开另一实施例的IPv6地址与网段的匹配方法的流程图；

图3示意性地示出了根据本公开实施例的IPv6地址与网段的匹配装置的框图；以及

图4示意性地示出了根据本公开实施例的电子设备的硬件结构图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

图1示意性地示出了根据本公开实施例的IPv6地址与网段的匹配方法的流程图。如图1所示，本公开实施例提供了一种IPv6地址与网段的匹配方法，该方法包括：

步骤S101，获取网段参照表；

步骤S102，确定所述网段参照表包含的网段的位数；

步骤S103，将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列；

步骤S104，判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列；

步骤S105，若所述网段参照表包含所述网段整型序列，则为所述IPv6地址标记所述网段整型序列对应的网段编号。

在本公开实施例中，网段参照表可根据业务需求预先获取，例如通常会有一个IPv6网段参照表用以记录某个组织单位对应的IPv6网段。IPv6地址预先从网络流量数据文件中获取，读取网络流量数据文件的行内容，获得网络流量记录，每个网络流量记录一般包括源IPv6地址、目的IPv6地址、流量大小、源端口、目标端口等等基本属性值，各个值通过特定的分割符进行分割，从获取网络流量记录中提取源IPv6地址和目的IPv6地址构成IPv6地址。

例如，网络流量记录为

2001：da8：：1，2002：：2，1024，123，456

其中，2001：da8：：1为源IPv6地址，2002：：2为目的IPv6地址。

图2示意性地示出了根据本公开另一实施例的IPv6地址与网段的匹配方法的流程图。如图2所示，在步骤S102之前，所述确定所述网段参照表包含的网段的位数之前，包括：

步骤S201，读取所述网段参照表，所述网段参照表包含参照网段整型序列和网段编号；

步骤S202，基于所述参照网段整型序列和所述网段编号，创建网段哈希表和网段位数集合表。

在本公开实施例中，步骤S102，确定所述网段参照表包含的网段的位数，包括：

步骤S121，读取所述网段位数集合表；

步骤S122，确定所述网段位数集合表包含的网段的位数。

在本公开实施例中，所述网段哈希表包含多个由参照网段整型序列和网段编号构成的Key-Value，记作refHashMap。其中，Key为不同位数的参照网段整型序列，Value为该网段编号，具体可以包括IPv6地址网段和组织单位代码。所述网段哈希表包含的所述Key-Value可被添加和删除。例如，Key-Value可表示为

20010da8d800-2001：da8：d800：：/48，ID100

其中，Key为20010da8d800，是48位的参照网段整型序列；Value为2001：da8：d800：：/48，ID100，2001：da8：d800：：/48是IPv6地址网段，ID100为组织单位代码。

所述网段位数集合表包含所有所述参照网段整型序列对应的网段的bit位数，记作blockSet。记录网段哈希表中所有Key-Value中，Key所表示参照网段整型序列的位数。例如，Key-Value包括

20010da8d800-2001：da8：d800：：/48，ID100

20010d-2001：da8：：1/24，ID80

则，blockSet＝[24，48]。所述网段位数集合表至少包含一种参照网段整型序列对应的网段的位数，且无重复的数，最多为128个数，即1-128。

具体地，所述判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列，包括以所述网段整型序列作为检测Key，查找所述网段哈希表的Key-Value中是否包含与所述检测Key相同的Key。

以源IPv6地址来说，循环blockSet中网段位数，获得blockSet包含的网段位数N。对于每个N位网段，先把该IPv6地址转换成N位网段整型序列，记作currBlock，然后在网段哈希表refHashMap中，使用currBlock作为检测Key进行定位查找，如果在网段哈希表refHashMap中查找到相同的Key，则为该IPv6地址标识上对应的网段记录值Value，否则标识为空值，表示该IPv6地址不在给定的网段参照表内。

同时，此种匹配算法在最坏情况下的时间复杂度为O(blockSet.count)，blockSet.count为blockSet集合中表示参照网段整型序列对应的网段的bit位数的总数，最大为128。

本实施例可以在基于Hadoop搭建的大数据处理平台中执行，可以在MapReduce计算框架中实现，进行分布式存储和并行计算，进一步提高网络流量大数据处理性能。

作为一种可选实施例，在步骤S103中，所述将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列，包括：

步骤S131，将预先获取的IPv6地址表示为完全表示法字符串；

步骤S132，将所述完全表示法字符串转换成长整型序列；

步骤S133，将所述长整型序列转换成与所述位数对应的网段整型序列。

在本公开实施例中，首先，把IPv6地址进行补全，即将预先获取的IPv6地址表示为完全表示法字符串。在常见的IPv6地址表示方法中，采用0位压缩表示法，即将IPv6地址中的“0”压缩。对压缩简写的IPv6地址进行统一化处理，得到一个完全表示法字符串，用“：”将该字符串分成8段，每一个字符是一个16进制数。一个IPv6地址可以以如下形式表不：

XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX：XXXX

然后，将所述完全表示法字符串转换成长整型序列，对应一个32位16进制数。

最后，通过整型数位移操作，把长整型数向右位移128-N位，从而快速地计算出需要的N位网段整型序列。

具体地，现以IPv6地址2001：da8：：1为例，分别计算该IPv6地址的24位、30位、32位和48位网段的整型表示。

首先把2001：da8：：1进行补全，得到其IPv6地址的完全表示法字符串，如下：

2001：0da8：0000：0000：0000：0000：0000：0001

然后，把该IPv6地址的完全表示法字符串转换为长整型序列，这个长整型序列用32位16进制数表示为：

20010da8000000000000000000000001

最后，把这个长整型数向右位移128-24位，即右移104位，得到其24位网段整型表示为20010d；向右位移128-30位，即右移98位，得到其30位网段整型表示为800436a；向右位移128-32位，即右移96位，得到其32位网段整型表示为20010da8；向右位移128-48位，即右移80位，得到其48位网段整型表示为20010da80000。

需要说明的是，长整型序列为以16进制表示的序列，在执行移位操作前，现将该长整型序列转换成以二进制表示的序列，在执行完移位序列后，再将该二进制序列转换为以16进制表示的序列，以得到相应的网段整型序列。

本公开另一方面提供了一种IPv6地址与网段的匹配装置，如图3所示，装置300包括：

获取模块310，用于获取网段参照表；

确定模块320，用于确定所述网段参照表包含的网段的位数；

转换模块330，用于将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列；

判断模块340，用于判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列；

标记模块350，用于若所述网段参照表包含所述网段整型序列，则为所述IPv6地址标记所述网段整型序列对应的网段编号。

需要说明的是，本公开的实施例中IPv6地址与网段的匹配装置与本公开的实施例中IPv6地址与网段的匹配方法部分是相对应的，IPv6地址与网段的匹配装置部分的描述具体参考IPv6地址与网段的匹配方法部分，在此不再赘述。

图4示意性示出了根据本公开实施例的电子设备框图。

如图4所示，电子设备400包括处理器410和存储器420。该电子设备400可以执行根据本公开实施例的方法。

具体地，处理器410例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器410还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器410可以是用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

存储器420，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。其存储有计算机可执行程序，该程序在被处理器执行时，使得处理器执行如上文所述的IPv6地址与网段的匹配方法。

本公开还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线、光缆、射频信号等等，或者上述的任意合适的组合。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims

1.一种IPv6地址与网段的匹配方法，其特征在于，包括：

获取网段参照表；

确定所述网段参照表包含的网段的位数；

将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列；

判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列；

若所述网段参照表包含所述网段整型序列，则为所述IPv6地址标记所述网段整型序列对应的网段编号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将预先获取的IPv6地址转换成与所述位数对应的网段整型序列，包括：

将预先获取的IPv6地址表示为完全表示法字符串；

将所述完全表示法字符串转换成长整型序列；

将所述长整型序列转换成与所述位数对应的网段整型序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述网段参照表包含的网段的位数之前，包括：

读取所述网段参照表，所述网段参照表包含参照网段整型序列和网段编号；

基于所述参照网段整型序列和所述网段编号，创建网段哈希表和网段位数集合表，所述网段哈希表包含多个由参照网段整型序列和网段编号构成的Key-Value，以及所述网段位数集合表包含所有所述参照网段整型序列对应的网段的位数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述网段参照表包含的网段的位数，包括：

读取所述网段位数集合表；

确定所述网段位数集合表包含的网段的位数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述网段参照表是否包含所述网段整型序列，包括以所述网段整型序列作为检测Key，查找所述网段哈希表的Key-Value中是否包含与所述检测Key相同的Key。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网段位数集合表至少包含一种参照网段整型序列对应的网段的位数。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网段哈希表包含的所述Key-Value可被添加和删除。

8.一种IPv6地址与网段的匹配装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取网段参照表；

确定模块，用于确定所述网段参照表包含的网段的位数；

9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：

处理器；

存储器，其存储有计算机可执行程序，该程序被执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的IPv6地址与网段的匹配方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的IPv6地址与网段的匹配方法。