如今,随着互联网的发展,网络空间已经成为继“陆、海、空、天”后的第五战略空间。各国围绕网络空间展开激烈的竞争,掌握网络空间中的资源就能赢得战略主动权。IP定位技术通过分析网络时延、跳数和域名等IP关联信息,将逻辑上的IP地址映射为现实中的地理位置,是掌握网络空间中实体资源分布的关键技术之一。IP定位技术广泛应用于信息推送、版权保护、隐私保护和网络攻击的追踪溯源等方面。然而,现有IP定位算法受时延膨胀、网络结构多样性、地标资源有限等因素制约,存在可靠性较差、无法对部分目标定位、定位准确率较低等问题。为此,本文提出了三种IP定位算法来解决上述三个问题,主要工作和创新点如下:1、现有基于时延的IP定位算法易受时延膨胀影响,在动态变化的网络中可靠性较低。为此,本文提出了一种基于重要节点分析的IP城市级定位算法。该算法首先选取在地理上和IP段上均匀分布的地标,并对地标进行多源路径探测,构建目标城市的网络拓扑图;接着,利用复杂网络理论和节点排序理论分别从拓扑图和路径两个角度分析网络中稳定可靠的重要路由节点;然后,根据单跳时延的分布特征和时延向量阈值,对重要节点进行两阶段分类,确定重要节点的地理位置;最后,通过重要路由节点的位置估计目标IP的位置。基于中美40个城市超过30万目标IP的定位实验表明,该算法能够有效降低时延膨胀带来的影响,定位准确率达到97.07%,比现有典型定位算法LGB、GBLC和PBG分别高14.18%、11.60%和3.94%。2、现有典型基于拓扑分析的IP定位算法受限于分析网络中的特殊拓扑结构,存在部分IP无法定位的问题。为此,本文提出了一种基于节点特征提取的IP城市级定位算法。该算法首先使用分布式探测源对地标进行探测,获取目标城市的路径,并构建网络拓扑图;接着,考虑到时延、跳数以及路由器之间的连接关系等特征可以在一定程度上区分不同城市的路径,对目标城市探测路径上的每个节点进行特征分析;然后,利用分析结果构建节点特征信息表;最后,根据目标IP探测路径上的路由节点查询节点特性信息表并计算候选城市概率,确定目标IP所属城市。中、美、日三国共36个城市的定位实验表明,该算法有较强的鲁棒性,在拓扑图连通性较差时,比典型的定位算法PBG定位准确率高20%以上;该算法对PBG、Geo-RF、HC-Po P等典型基于拓扑分析的定位算法准确率均有提升,提升后的准确率最高达到99.36%。3、现有基于网络测量的定位算法在地标数量较少时定位效果不佳。为此,本文提出了一种基于拓扑图分解的IP城市级定位算法。该算法首先通过对覆盖目标城市的IP段进行探测,构建网络拓扑图;接着,将拓扑图分解为若干子图并对子图编号;然后,将地标路径转化为子图编号,构建目标城市的模式路径;最后,通过打分机制将目标IP路径和模式路径比对,确定目标IP的位置。广东省、河南省、辽宁省和四个直辖市的定位实验表明,在达到相同定位准确率时,该算法使用的地标数量比典型的定位算法Geo-Po P减少50%以上,定位的IP数量超过Geo-Po P的4倍;在使用相同的少量地标时,该算法的定位准确率明显高于典型的定位算法Geo-Po P和SLG。最后对本文工作进行了总结,指出了本文工作中的不足,并对下一步的研究工作进行了展望。