[发明专利]一种基于多地址比对结果扩展的IPv6活跃地址探测方法

说明书

本发明涉及一种基于多地址比对结果扩展的IPv6活跃地址探测方法，包括：首先通过DNS解析、被动流量提取、第三方数据收集等方式获取一批活跃的IPv6种子地址，然后以比特为单位，以汉明距离作为相似度指标，来对这些IPv6种子地址的汉明距离进行计算，并以IP1,IP2,distance元组形式构建距离列表，同时按照距离值从低到高的方式进行降序排列；完成距离列表的构建之后，从头开始顺序访问距离列表中的元组，定位出元组中地址IP1和地址IP2存在差异的比特位，然后对这些存在差异的比特位进行变异，并对变异产生的地址进行活跃性探测，从而实现对IPv6活跃地址的快速收集。本发明基于多地址比对结果来扩展IPv6活跃地址探测空间，可以较快地实现对活跃IPv6地址的发现。

技术领域

本发明涉及网络测量技术领域，具体涉及一种基于多地址比对结果扩展的IPv6活跃地址探测方法。

背景技术

随着物联网、5G网络等技术的不断发展，越来越多的用户和设备都接入到互联网中，现有互联网主要是基于IPv4网络将所有需要互联的设备进行连接，然而IPv4只采用了32比特来对设备地址信息进行标识，难以满足未来网络的发展需要。根据Gartner的预测，2020年全球物联网接入设备达到240亿个。相比之下，整个IPv4地址空间的大小也只有40多亿，二者间的缺口随着信息化和智能化的发展还将不断拉大。在2019年11月25日，欧洲地区互联网注册网络协调中心(RIPE NCC)正式宣布，可用IPv4地址池中最后剩余的地址进行了最后 /22前缀地址的分配，IPv4地址已用完。以IPv6为代表的未来网络技术对这一问题提供了系统性的解决方案，可以有效应对海量设备的互联网接入需要。然而，IPv6技术将网络接入设备的标识增加到128比特的同时，也对现有的网络测量技术带来了严峻的考验，传统的网络测量技术通过高并发和高带宽模式可以在较短的时间完成对整个IPv4互联网的遍历扫描，但是在IPv6这种新型网络中，地址标识长度的增加也导致网络空间变得越来越稀疏，主机密度(主机总数/地址总数)非常低，而且地址空间中存在着大量的无效地址，采用穷举探测机制对其中活跃的地址进行扫描会由于地址黑洞而无法适用，这个问题严重制约了研究人员和相关监管部门对网络行为的测量分析。为了提高IPv6的探测效率，许多研究从公共数据集(例如DNS)或者IPv6骨干网的被动流量中提取活跃IPv6地址作为初始集合，试图通过设计目标地址集生成算法，来找出活跃概率比较高的地址作为探测目标，从而提高活跃地址的发现概率，而这些研究的核心问题在于从已知地址的数据集中挖掘出地址的分配模式。对稀疏空间地址探测问题的研究有助于提升对以IPv6为代表的未来网络的认知能力，研究成果也将健全网络行为测量分析理论体系，为网络高效运营与安全可靠运行、用户的良好用网体验、网络监管和治理提供支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多地址比对结果扩展的IPv6活跃地址探测方法，其能有效解决现有IPv6活跃地址难以发现和收集的问题，通过对已知活跃IPv6地址之间的汉明距离来发现最有可能活跃的IPv6地址，实现对活跃IPv6地址的快速采集。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种基于多地址比对结果扩展的IPv6活跃地址探测方法，包括以下步骤：

步骤S1.通过DNS解析、被动流量提取、第三方数据收集等方式获取活跃IPv6种子地址，然后转入步骤S2；

步骤S2.计算IPv6种子地址两两之间的汉明距离，并将计算好的结果以IP1,IP2,distance元组形式加入到距离列表中，然后转入步骤S3；

步骤S3.按序访问距离列表中的元组，并找到元组IP1和IP2之间存在差异的比特位，然后转入步骤S4；

步骤S4.对存在差异的比特位进行变异，生成新的IPv6地址，并对其进行活跃性探测，完成后结束分析。