[發明專利]基于密度的動態IPv6地址探測方法

有效

• 申請號: 202010157916.3
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111432043B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 楊家海;宋光磊;何林;王之梁
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 劉夢晴

本發明公開了一種基于密度的動態IPv6地址探測方法，該方法包括以下步驟：對活躍的IPv6種子地址進行向量化，然后建立密度空間樹學習種子地址的高密度區域，最后在高密度區域生成可能存活的IPv6地址，并對地址進行動態掃描。該方法解決6Gen過高的時間復雜度和6Tree限制地址探測范圍的問題，同時有效的提升了地址探測效率，降低地址探測的時間和經濟成本。

技術領域

本發明涉及互聯網技術領域，特別涉及在一代互聯網IPv6地址探測技術，即一種基于密度的動態IPv6地址探測方法。

背景技術

隨著移動互聯網、物聯網和工業互聯網等網絡應用融合發展，全球對IP地址的需求持續快速增長，IPv4地址資源已經枯竭，基于IPv6的下一代互聯網成為各國推動新科技產業革命和重塑國家競爭力的先導領域。IPv6具有128位的地址空間，巨大的地址空間使得IPv6地址空間不能全網探測。收集活躍的IPv6地址作為種子地址，分析種子地址結構和分布特性并生成可能活躍的IPv6地址作為地址掃描的目標，縮小地址探測的空間是在IPv6地址探測的有效方式。

相關技術中，Murdock等提出基于密度聚類的6Gen算法。引入漢明距離作為種子間的距離指標，同時假設在高密度區域更可能存在活躍的IPv6地址。使用聚集層次聚類(AHC)，初始將每個種子地址作為聚類，貪婪的對聚類進行擴張，同時每個聚類維持最大密度區域和最小規模，生成高密度地址區域，直到密度小于設定閾值時聚類結束，最后在高密度區域進行地址生成。然而6Gen在對種子地址進行聚類時間復雜度過高(O(n³))，不能應用于大規模的地址空間探測，限制了地址探測空間；同時生成的目標地址中，活躍地址的比例小，地址探測效率低，浪費大量探測資源。

Liu等提出動態發現活躍地址算法6Tree。6Tree將IPv6地址視為高維向量，并對種子地址所對應的地址向量按照地址層次結構構建IPv6地址空間樹。通過在聚類過程中所在維度的經驗熵值變為零的順序來估計種子向量不同維中值變異性，并且它提供了與從子節點到根節點的路徑等效的建議搜索方向。6Tree在線性時間內學習種子地址的層次結構特征，取得了較好的探測效果。但是6Tree僅僅考慮IPv6地址的層次特性，構建的空間樹不能根據新發現的地址動態變化，在生成的目標地址數目不變的情況下，每次在相同的地址空間進行地址生成，限制了探測地址的空間和探測資源。同時生成的目標地址中，活躍地址的比例雖然比6Gen有所提升，但是仍然比較低，浪費大量探測資源。

綜上可知，在IPv6地址探測中，雖然6Gen和6Tree在一定程度上提升了地址探測的效率。6Gen過高的時間復雜度導致不能應用于大規模地址空間探測，比如在種子地址為5000時，訓練種子地址時間超過一天。6Tree巧妙的設計降低了訓練種子地址的時間復雜度，但是僅僅考慮地址層次結構限制了IPv6地址生成的空間，在重復的進行地址探測時，生成的目標地址不變，浪費網絡探測資源。同時兩種方法的地址探測效率低，浪費地址探測資源。

因此，亟待一種新的目標地址生成算法解決針對地址探測效率低，6Gen過高的時間復雜度和6Tree限制地址探測范圍的技術難題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提出一種基于密度的動態IPv6地址探測方法，該方法有效的提升了地址探測效率，降低地址探測的時間和經濟成本。

為達到上述目的，本發明實施例提出了基于密度的動態IPv6地址探測方法，包括以下步驟：步驟S1，對活躍的IPv6種子地址進行向量化，得到高維度向量；步驟S2，在線性時間內，根據所述高維度向量構建密度空間樹，在所述密度空間樹中發現所述活躍的IPv6種子地址的高密度區域；步驟S3，在所述高密度區域生成目標地址，并結合地址探測反饋機制進行地址動態生成。