基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法,包括以下几个步骤A：基于现有的区域城市级定位算法，初步判断目标所属城市或区域及该城市内的地标；B：分别测量地标和目标的局部时延：重复该测量过程，得到大量的局部时延数据；C：根据大量的局部时延，获取地标和目标的局部时延分布；D：计算目标和每个地标之间局部时延分布的相似性，将与目标的局部时延分布相似度最高的地标，作为对目标的估计位置。本发明专利技术与现有的典型算法SLG相比，本文算法具有更高的定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电柜安装用工具研发
，尤其涉及基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法。
技术介绍
目前，现有具有较高精度定位算法SLG(Street-LevelGeolocation)在最后一层定位中，是根据最小相对时延策略选择的地标作为目标的估计位置，此种估计方法难以保证该地标距离目标最近，且当最近路由器为匿名路由器时，通过此种定位方法得到的估计位置的误差更大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法，能够提高精确度，减少估算误差。本专利技术采用的技术方案为：基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法，包括以下几个步骤：A：基于现有的区域城市级定位算法，初步判断目标所属城市或区域及该城市内的地标，所述的目标所在城市内的所有地标记为地标集一，对目标和地标集一中的所有地标，采用traceroute程序对其进行路径探测，得到该地标集的拓扑连接关系，从中查找出目标与地标相连的最近一跳中间路由器作为最近共同路由器，并将该地标作为地标集二；B：分别测量并计算得到最近共同路由器与地标和目标之间的时延，作为地标和目标的局部时延：对目标、最近共同路由器和地标集三中的地标发起时延测量，分别计算得到目标、地标与最近共同路由器间的局部时延；在一段时间内，重复该测量过程，得到大量的局部时延数据；C：根据大量的局部时延，获取地标和目标的局部时延分布；对步骤B中得到的大量的局部时延数据，经过统计分析，得到目标和地标的局部时延分布；D：计算目标和每个地标之间局部时延分布的相似性，将与目标的局部时延分布相似度最高的地标，作为对目标的估计位置。所述步骤B中的局部时延测量方法如下：B1：同一时刻t，多次测量上述节点时延，取每个被测量节点时延的最小值，作为该时刻各节点的时延，记地标Li(i＝1,2,3)的时延为Li,t，目标T的时延为Tt，最近共同路由器R的时延为Rt，则地标Li的局部时延可通过计算Li,t-Rt得到，同理，通过计算Tt-Rt得到目标T的局部时延；B2：将该测量过程在尽可能长的时间段内重复多次，每次测量之间的时间间隔尽可能小；B3：对地标Li和目标T可得到大量的局部时延；B4：对测得的局部时延作直方图统计，即可得到目标和地标局部时延分布。所述的步骤D中计算目标和每个地标之间局部时延分布的相似性具体包括以下步骤：D1：设PT(X)为目标T的局部时延分布，Qi(X)为地标i的局部时延分布，则两者局部时延分布的相似性，通过下式计算相对熵来衡量：DKL(PT(X)||Qi(X))=Σx∈XPT(x)logPT(x)Qi(x)---(1)]]>其中，X为局部时延的取值范围，通常根据实际的测量值确定；D2：最后，比较目标与每个地标局部时延分布的相似性，与目标局部时延分布相对熵最小的地标作为对目标的估计位置，如下式所示：i^=argminiDKL(PT(X)||Qi(X))---(2).]]>本发提出了基于局部时延分布相似性度量的IP定位算法。该算法在确定目标的区域城市级位置的基础上，首先对该区域或城市内的大量地标进行拓扑探测，查找出目标与地标相连的最近一跳中间路由器作为最近共同路由器；接着，分别测量并计算得到最近共同路由器与地标和目标之间的时延，作为地标和目标的局部时延；然后，根据大量的局部时延，获取地标和目标的局部时延分布；最后，将与目标的局部时延分布相似度最高的地标，作为对目标的估计位置，与现有的典型算法SLG相比，本文算法具有更高的定位精度。附图说明图1为本专利技术的定位算法原理图；图2为局部时延测量实例；图3为地标和目标的部分共同路由器为匿名路由器举例；图4为本专利技术与SLG算法精确度和误差的实验结果比较示意图。具体实施方式如图1、2和3所示，在同一个运营商网络内，通过最后一跳共同路由器相连的两台主机，若地理距离相近，则以同种方式接入互联网的概率较大，相同的网络接入方式对最后一跳时延的影响应近似，进而两台主机的最后一跳时延具有相似的变化特点；分别测量两台主机时延时，若探测报文经过相似的转发路径，则这两台主机的时延应呈现相似的变化特点，即时延分布相似。图中三角形代表目标，正方形代表探测源，圆形代表地标，圆柱体代表路由器。基于局部时延分布相似性度量的定位算法的目的，是在区域城市级定位的基础上，实现对目标的更细粒度的定位。定位过程包括如下几个主要部分：拓扑发现和分析、局部时延测量、局部时延分布获取及相似性计算等。算法流程如图所示，本专利技术的具体算法步骤如下：A：首先基于现有的区域城市级定位算法，初步判断目标所属城市(或区域)及该城市内的地标(记为地标集一)，对目标和地标集一中的所有地标，采用traceroute程序对其进行路径探测，得到该地标集的拓扑连接关系，对该区域或城市内的大量地标进行拓扑探测，查找出目标与地标相连的最近一跳中间路由器作为最近共同路由器；并将该地标作为地标集二；B：接着，分别测量并计算得到最近共同路由器与地标和目标之间的时延，作为地标和目标的局部时延：对目标、最近共同路由器和地标集三中的地标发起时延测量，计算得到目标和地标与最近共同路由器间的局部时延；在一段时间内，重复该测量过程，得到大量的局部时延数据；所述步骤B中的局部时延测量方法如下：B1：同一时刻t，多次测量上述节点时延，取每个被测量节点时延的最小值，作为该时刻各节点的时延，记地标Li(i＝1,2,3)的时延为Li,t，目标T的时延为Tt，最近共同路由器R的时延为Rt，则地标Li的局部时延可通过计算Li,t-Rt得到，同理，通过计算Tt-Rt得到目标T的局部时延；B2：将该测量过程在尽可能长的时间段内重复多次，每次测量之间的时间间隔尽可能小；B3：对地标Li和目标T可得到大量的局部时延数据；B4：对测得的局部时延作直方图统计，即可得到目标和地标局部时延分布。局部时延测量和分布获取是本文定位算法的核心步骤之一。通过拓扑发现和分析，可确定与目标T通过最近共同路由器R相连的地标L＝{L1,L2,…,Ln本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法，其特征在于：包括以下几个步骤：A：基于现有的区域城市级定位算法，初步判断目标所属城市或区域及该城市内的地标，所述的目标所在城市内的所有地标记为地标集一，对目标和地标集一中的所有地标，采用traceroute程序对其进行路径探测，得到该地标集的拓扑连接关系，从中查找出目标与地标相连的最近一跳中间路由器作为最近共同路由器，并将该地标作为地标集二；B：分别测量并计算得到最近共同路由器与地标和目标之间的时延，作为地标和目标的局部时延：对目标、最近共同路由器和地标集三中的地标发起时延测量，分别计算得到目标、地标与最近共同路由器间的局部时延；在一段时间内，重复该测量过程，得到大量的局部时延数据；C：根据大量的局部时延，获取地标和目标的局部时延分布；对步骤B中得到的大量的局部时延数据，经过统计分析，得到目标和地标的局部时延分布；D：计算目标和每个地标之间局部时延分布的相似性，将与目标的局部时延分布相似度最高的地标，作为对目标的估计位置。

【技术特征摘要】
1.基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位算法，其特征在于：包
括以下几个步骤：
A：基于现有的区域城市级定位算法，初步判断目标所属城市或区域及该城市内
的地标，所述的目标所在城市内的所有地标记为地标集一，对目标和地标集一中
的所有地标，采用traceroute程序对其进行路径探测，得到该地标集的拓扑连接
关系，从中查找出目标与地标相连的最近一跳中间路由器作为最近共同路由器，
并将该地标作为地标集二；
B：分别测量并计算得到最近共同路由器与地标和目标之间的时延，作为地标和
目标的局部时延：对目标、最近共同路由器和地标集三中的地标发起时延测量，
分别计算得到目标、地标与最近共同路由器间的局部时延；在一段时间内，重复
该测量过程，得到大量的局部时延数据；
C：根据大量的局部时延，获取地标和目标的局部时延分布；对步骤B中得到的
大量的局部时延数据，经过统计分析，得到目标和地标的局部时延分布；
D：计算目标和每个地标之间局部时延分布的相似性，将与目标的局部时延分布
相似度最高的地标，作为对目标的估计位置。
2.根据权利要求1所述的基于局部时延分布相似性度量的目标IP定位
算法，其特征在于：所述步骤B中的局部时延测量方法如下：
B1：同一时刻t，多次测量上述节点时延，取每个被测量节点时延的最小值，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗向阳，赵帆，刘琰，尹美娟，刘斯奇，罗军勇，刘粉林，
申请(专利权)人：罗向阳，
类型：发明
国别省市：河南;41