一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法技术

一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，涉及网络拓扑可视化技术领域。本发明专利技术为解决现有的互联网拓扑可视化方法无法将自治域级互联网拓扑特点与地理信息相结合的问题。使用自治域具有的商业关系为客户的邻居自治域的数量来表示自治域的规模，选择合适的地图投影方式，在绘制单个自治域时将自治域的地理位置中的经纬度信息绘制在地图上；使用区间分割算法对自治域的地理位置信息计算每个自治域的经度覆盖区间；统计各区间自治域覆盖总量，计算经度坐标轴的合适比例；以经度和拓扑位置作为两个坐标轴，计算用来表示各自治域的矩形和圆形的坐标；使用前端技术将表示自治域的图形按照坐标、颜色绘制在页面上，同时显示各自治域的信息。本发明专利技术用于自治域级互联网拓扑的可视化。

An autonomous domain level Internet topology visualization method based on Geographic Information

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法
本专利技术涉及一种自治域级互联网拓扑可视化方法，涉及网络拓扑可视化

技术介绍
自治域是互联网路由架构的关键元素之一，大范围的路由比如跨国路由不可避免的要使用域际路由，自治域在互联网路由中扮演着重要角色，因而对自治域级别的互联网拓扑可视化将便于我们对自治域进行了解和掌握。而且全球互联网在自治域级上分布不均衡，不同国家和地区的自治域数量、规模差别很大，自治域级拓扑的可视化有助于认识到国家层面互联网建设的差距。现有的一些互联网可视化技术往往更注重互联网路由的拓扑关系，可视化的结果并不能很好的反映自治域的规模、自治域分布与地区的联系等信息；而且互联网拓扑关系数据由于测量的不稳定变化较大，基于拓扑关系形成的互联网拓扑图往往不够稳定。因此选择地理位置作为互联网拓扑可视化的一个重要维度，可以为可视化提供网络背后与国家地区之间的联系，也能提高拓扑图的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，以解决现有的互联网拓扑可视化方法无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，其特征在于所述方法的实现过程为：/n(1)Transit服务指供应商为客户接入互联网，客户需向供应商付费；Tier1自治域指不需要购买Transit服务就能访问整个互联网的自治域；Tier2自治域通常定义为：与某些网络免费对等，但仍需要购买Transit服务才能到达整个Internet的自治域；使用自治域具有的商业关系为客户的邻居自治域的数量来表示自治域的规模，根据自治域规模计算出互联网内的Tier1、Tier2自治域，通过商业关系计算出互联网中除Tier1、Tier2外的自治域的拓扑位置；使用IP定位数据和全球城市经纬度信息对自治域基本信息...

【技术特征摘要】
1.一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，其特征在于所述方法的实现过程为：
(1)Transit服务指供应商为客户接入互联网，客户需向供应商付费；Tier1自治域指不需要购买Transit服务就能访问整个互联网的自治域；Tier2自治域通常定义为：与某些网络免费对等，但仍需要购买Transit服务才能到达整个Internet的自治域；使用自治域具有的商业关系为客户的邻居自治域的数量来表示自治域的规模，根据自治域规模计算出互联网内的Tier1、Tier2自治域，通过商业关系计算出互联网中除Tier1、Tier2外的自治域的拓扑位置；使用IP定位数据和全球城市经纬度信息对自治域基本信息中的该自治域声明的前缀列表进行定位，得到以经纬度表示的自治域地理位置；
(2)选择合适的地图投影方式，在绘制单个自治域时将自治域的地理位置中的经纬度信息绘制在地图上；使用密度聚类的方式找到自治域地理分布的密集区域，并把密集区域的球面质心点作为自治域地理中心点，在绘制多个自治域时使用圆心在地理中心点、半径与自治域规模正相关的圆来表示自治域；
在绘制多个自治域时利用任何能区分的可视特征进行区分；
(3)使用区间分割算法对自治域的地理位置信息计算每个自治域的经度覆盖区间；统计各区间自治域覆盖总量，计算经度坐标轴的合适比例；以经度和拓扑位置作为两个坐标轴，计算用来表示各自治域的矩形和圆形的坐标；
(4)使用前端技术将表示自治域的图形按照坐标、颜色绘制在页面上，同时显示各自治域的信息；并提供查询自治域、邻接关系的功能，能够将查询结果标注在图形上。


2.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，其特征在于，步骤(2)中，在绘制多个自治域时，
给自治域数量较多的国家分配基准颜色，并给各图形按照基准颜色生成随机颜色；
或者给自治域数量较多的国家分配基准填充图案，并给各图形按照基准填充图案生成可区分的其他随机填充图案。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，其特征在于，步骤(1)中主要内容为计算互联网内各自治域的拓扑位置和生成各自治域以经纬度表示的地理位置两部分：
步骤(1.1)、计算自治域的拓扑位置：自治域的拓扑位置指的是自治域在互联网拓扑中所处的层级位置，自治域之间主要有两种商业关系：供应商-客户(Provider-Customer,P2C)和对等(Peer-Peer,P2P)；P2C指客户向供应商付费，供应商为客户提供传递Transit服务，即为客户接入互联网；P2P指AS间相互(Peering)传递流量，互不付费；由于这样的商业关系存在，自治域间存在明显的层级关系，供应商AS处于客户AS的上层；最顶层的自治域通常称为Tier1自治域；Tier1自治域之间通过P2P关系连接可到达整个Internet；而Tier2自治域定义为：需要购买Transit服务才能到达整个Internet的自治域；将Tier1和Tier2自治域都视为顶级自治域；顶级自治域之中，规模越大的自治域拓扑位置越靠上，自治域的规模由其拥有的客户自治域数量来表征；而对所有的非顶级自治域通过对自治域拓扑图进行按照规模排序的、带标记的广度优先遍历，计算出与其最邻近的顶级自治域，即其接入Internet最主要的供应商，使用该供应商来确定其拓扑位置；
步骤(1.2)、生成各自治域以经纬度表示的地理位置：互联网中IP地址与地理位置的映射称为IP地理定位，使用前缀树的方式来存储以IP地址范围表示地理定位数据，在存储时将定位数据中的国家城市信息转换为经纬；自治域会在互联网内声明其IP前缀地址，即其域内IP地址的范围，使用其前缀覆盖的全部地理位置来表示自治域的地理位置，即一个经纬度的集合；计算自治域地理位置信息的步骤如下：
①初始化前缀树geoTree，读取各国家城市的经纬度数据；
②逐行读取IP地理定位数据库内数据，将IP地址范围转换为若干前缀，将城市信息转换为经纬度，写入前缀树中；
③读取自治域的声明的各个前缀，对每个前缀在前缀树中查询其覆盖的前缀子集，并读取这些子集中的地理信息经纬度；
④对各自治域的地理信息经纬度进行去重和排序，作为其地理信息。


4.根据权利要求3所述的一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，其特征在于，步骤(2)用于基于地图的展示自治域地理位置的可视化，在地图上绘制图形是反映地理信息最直观的方式；可视化方式可以分为三个部分(2.1)选择适当的地图投影方式；(2.2)计算自治域地理位置的中心点；(2.3)计算表示自治域的图形参数；(2.4)计算表示自治域的颜色。


5.根据权利要求4所述的一种基于地理信息的自治域级互联网拓扑可视化方法，其特征在于，上述四个步骤具体为：
(2.1)此步骤为选择适当的地图投影方式：在平面地图中展示呈球状的地球表面需要借助到地图投影，在投影球形地图时，选择方位投影中的球心投影最好，其能将大圆弧线投影为直线，表现世界尺度下的区域关系；
(2.2)此步骤为计算自治域地理位置的中心点：采用基于密度聚类的地理信息中心点来确定自治域分布中心，使用密度聚类算法，在若干经纬度坐标中找到密集程度较大的区域，以这个区域的球面质心点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾召鹏，张宇，安宇昊，孙彻，张尼，薛继东，苏马婧，郑儿，
申请(专利权)人：中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11