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基于搜索引擎的IPv6網(wǎng)絡(luò)分析

2019-11-03 09:09:37
字體：大 中 小
供稿：網(wǎng)友
劉輝 葉紹志 黃暉 李星
　　摘要 本文首先介紹了ipv6搜索引擎發(fā)展的國(guó)內(nèi)外背景、網(wǎng)絡(luò)指南針I(yè)Pv6搜索引擎的主要技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)；然后基于網(wǎng)絡(luò)指南針?biāo)阉饕孢\(yùn)行過程中得到的數(shù)據(jù)，從多個(gè)角度分析了全球IPv6網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，包括站點(diǎn)的分布、規(guī)模、類型等；最后對(duì)IPv6的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

　　關(guān)鍵詞 IPv6 搜索引擎 網(wǎng)絡(luò)指南針

1 引言

　　1999年，CERNET在中國(guó)教育網(wǎng)范圍內(nèi)組建了IPv6試驗(yàn)床，在試驗(yàn)床的pTLA(pseudo Top Level Aggregation)地址范圍內(nèi)開始分配地址，同時(shí)開始進(jìn)行有關(guān)IPv6各種特性的研究與開發(fā)。“網(wǎng)絡(luò)指南針聯(lián)盟”是CERNET網(wǎng)絡(luò)中心自主開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)搜索引擎聯(lián)盟，同時(shí)也是教育網(wǎng)“網(wǎng)絡(luò)指南針”搜索引擎的第二版本，提供一系列不同資源的搜索服務(wù)，自2000年7月開始正式運(yùn)行。2000年諾基亞資助“網(wǎng)絡(luò)指南針”進(jìn)行IPv6搜索引擎的開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)指南針I(yè)Pv6搜索引擎從2001年5月份開始提供正式穩(wěn)定的Web服務(wù)。

　　分析一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的狀況有很多方法，如分析路由表項(xiàng)、DNS服務(wù)器、用戶行為等。在半年的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)指南針積累了大量關(guān)于全球IPv6 Web站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從搜索引擎的角度分析IPv6在全球的發(fā)展?fàn)顩r，在國(guó)內(nèi)外還比較少，并具有一定的實(shí)際意義。

2 網(wǎng)絡(luò)指南針I(yè)Pv6搜索引擎的實(shí)現(xiàn)

　　目前，網(wǎng)絡(luò)指南針?biāo)阉饕嫘〗M正在進(jìn)一步地研究開發(fā)IPv6搜索引擎，傳統(tǒng)的搜索引擎系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)的采集、索引和查詢?nèi)齻€(gè)部分。IPv6搜索引擎和IPv4搜索引擎的最大的不同之處在于數(shù)據(jù)的采集。要訪問基于IPv6協(xié)議棧的Web服務(wù)器，就必須要使用支持IPv6的網(wǎng)絡(luò)蜘蛛(搜索引擎中用來在網(wǎng)絡(luò)上采集數(shù)據(jù)的一種軟件)，網(wǎng)絡(luò)指南針I(yè)Pv6搜索引擎所采用的主要采集程序是IPv6 Wget(Wget是一個(gè)linux環(huán)境下用于從World Wide Web上提取文件的工具，這是一個(gè)GPL許可證下的自由軟件，其作者為Hrvoje Niksic)，并考慮到現(xiàn)在IPv6 Web服務(wù)器數(shù)量少，文件總數(shù)相對(duì)不多，采集鏈路不穩(wěn)定的情況，對(duì)采集程序做了一定的優(yōu)化，主要有：超時(shí)設(shè)定、重試次數(shù)、時(shí)間標(biāo)簽和采集深度，以保證采集的快速有效。IPv6和IPv4搜索引擎的另一明顯差別是IPv6 Web站點(diǎn)數(shù)量較少而且現(xiàn)在尚沒有一個(gè)覆蓋范圍比較廣的站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，為解決這一問題，網(wǎng)絡(luò)指南針小組從采集所得到的數(shù)據(jù)中分析出指向其他IPv6站點(diǎn)的超鏈接，從而獲得更多的IPv6站點(diǎn)，將這些站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的采集目標(biāo)中，就可以迅速地增加IPv6搜索引擎的數(shù)據(jù)量和覆蓋范圍。

3 網(wǎng)絡(luò)指南針I(yè)Pv6搜索引擎數(shù)據(jù)分析

3.1 IPv6站點(diǎn)的國(guó)家分布情況

　　從6bone得到的數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在已經(jīng)有1000多個(gè)IPv6站點(diǎn)在上面注冊(cè)，搜索引擎采集到100多提供Web服務(wù)的IPv6站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)這些站點(diǎn)的所在國(guó)家進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到IPv6站點(diǎn)的國(guó)分布情況(如圖1所示)。



圖1 IPv6站點(diǎn)的國(guó)家分布

　　從圖1可以看出日本的迅猛發(fā)展，歐洲共同體的整體發(fā)展優(yōu)勢(shì)以及美國(guó)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)大國(guó)對(duì)待IPv6不冷不熱的態(tài)度。IPv6對(duì)于亞洲地區(qū)，尤其對(duì)于中國(guó)來說具有特別的意義，中國(guó)所有的IPv4地址總和還比不上美國(guó)一個(gè)著名大學(xué)分配的IPv4地址數(shù)量，技術(shù)的差別造成了網(wǎng)絡(luò)資源分配的巨大不平等。為了在下一代網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主動(dòng)權(quán)，亞洲地區(qū)在IPv6的發(fā)展上投入了大量的人力、物力，同時(shí)也取得了很大的發(fā)展。

3.2 IPv6站點(diǎn)類型情況

　　除了常見的幾種站點(diǎn)，如com、net、org等，很多由國(guó)家實(shí)驗(yàn)室或商業(yè)企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建立的IPv6站點(diǎn)用來進(jìn)行IPv6技術(shù)的研究開發(fā)，這類站點(diǎn)被歸入IPv6 實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)類別。不同國(guó)家的后綴名有不同規(guī)定，如日本的商業(yè)站點(diǎn)后綴為co，學(xué)術(shù)站點(diǎn)后綴為ad，按照站點(diǎn)的類型分別歸入com、net、org、edu四大類型。

　　通過分析IPv6站點(diǎn)類型的分布(如圖2所示)，可以從一個(gè)側(cè)面了解不同領(lǐng)域、行業(yè)的人們對(duì)于IPv6發(fā)展的不同態(tài)度和舉措，有助于判斷當(dāng)前IPv6技術(shù)所處的階段和形勢(shì)，以及進(jìn)一步發(fā)展面臨的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)。



圖2 IPv6站點(diǎn)的類型分布

　　從圖2可以看到，IPv6站點(diǎn)中學(xué)術(shù)和非盈利機(jī)構(gòu)站點(diǎn)的數(shù)目所占比例較大，說明目前IPv6站點(diǎn)的建立和發(fā)展還主要是處于科研和測(cè)試階段；商業(yè)站點(diǎn)已經(jīng)占有相當(dāng)?shù)姆蓊~，相當(dāng)一部分是商業(yè)機(jī)構(gòu)投資于IPv6技術(shù)的研發(fā)，其中已經(jīng)有一些采用IPv6技術(shù)的產(chǎn)品投入市場(chǎng)，如Nokia與CERNET在IPv6方面的合作。

3.3 IPv6站點(diǎn)規(guī)模情況

　　關(guān)于站點(diǎn)規(guī)模，有很多度量方法，這里根據(jù)搜索引擎的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用了兩種度量方式，一個(gè)國(guó)家擁有的所有IPv6站點(diǎn)的頁面數(shù)總和以及平均頁面數(shù)(頁面數(shù)總和除以站點(diǎn)數(shù))。



圖3 IPv6站點(diǎn)規(guī)模的國(guó)家分布

　　圖3中每個(gè)國(guó)家的兩個(gè)立柱，左邊代表總頁面數(shù)，右邊代表平均頁面數(shù)。日本的頁面總數(shù)居于首位，這與日本的發(fā)展速度之快十分吻合。其它國(guó)家站點(diǎn)規(guī)模的分布情況與IPv6站點(diǎn)的分布趨勢(shì)大致相似，在全球范圍內(nèi)仍然呈現(xiàn)分布不均的趨勢(shì)，三個(gè)地域(亞洲、歐洲、北美)的IPv6分布集中，歐洲一些國(guó)家的IPv6站點(diǎn)數(shù)目雖然并不是很多，而且規(guī)模比較小，但地區(qū)分布比較廣泛，IPv6技術(shù)的發(fā)展比較普及，其它地區(qū)很少甚至沒有。有一個(gè)特例，意大利的總頁面數(shù)不是很突出，但平均頁面數(shù)遙遙領(lǐng)先，原因是意大利有幾個(gè)十分龐大的IPv6站點(diǎn)。這個(gè)特例其實(shí)反映了IPv6網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模仍然很小，分配到不同的國(guó)家就更加有限，使得個(gè)別站點(diǎn)對(duì)總體數(shù)據(jù)的影響較大，隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)像IPv4一樣在全球范圍內(nèi)普及開來，圖3所示的反常現(xiàn)象就不會(huì)再出現(xiàn)。



圖4 IPv6站點(diǎn)規(guī)模的增長(zhǎng)

　　圖4的數(shù)據(jù)分別來自2001年的10月和11月(左邊代表10月27日，右邊代表11月11日)，反映了在短短的一個(gè)月內(nèi)IPv6動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的情況。可見日本在IPv6領(lǐng)域具有良好的開端，而且始終保持全速前進(jìn)的勢(shì)頭，增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他地區(qū)。

3.4 IPv6站點(diǎn)的引用率 

　　本文中對(duì)一個(gè)站點(diǎn)引用率的判斷依據(jù)是其它站點(diǎn)對(duì)該站點(diǎn)的引用次數(shù)，表1中僅列舉了根據(jù)搜索引擎采集的頁面進(jìn)行分析得到的排名前十名的站點(diǎn)。

　　從表1中可以看出：引用率最高的站點(diǎn)主要還是來自日本、美國(guó)等IPv6技術(shù)發(fā)展先進(jìn)的國(guó)家；引用率最大的站點(diǎn)的規(guī)模并不是非常大，說明站點(diǎn)的重要性主要還是取決于站點(diǎn)的內(nèi)容；有一個(gè)有趣的事實(shí)，www.freebsd.org的引用率比其它站點(diǎn)高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)，造成這個(gè)巨大差距的原因是FreeBSD是一種廣泛流行的UNIX操作系統(tǒng)，也是IPv6實(shí)現(xiàn)的最主要平臺(tái)。

4 結(jié)論

　　通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)指南針I(yè)Pv6搜索引擎采集到的全球IPv6站點(diǎn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到最全面的關(guān)于IPv6站點(diǎn)的發(fā)展?fàn)顩r的靜態(tài)統(tǒng)計(jì)和分析。另外，由于搜索引擎的動(dòng)態(tài)更新，可以對(duì)IPv6站點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行即時(shí)的跟蹤和分析，觀察IPv6站點(diǎn)發(fā)展的趨勢(shì)。因此搜索引擎作為信息檢索理論在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，對(duì)于分析網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)行為具有特殊的意義。本文通過對(duì)“網(wǎng)絡(luò)指南針聯(lián)盟”采集到的IPv6站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

　　(1) 作為下一代網(wǎng)絡(luò)的IP協(xié)議，IPv6的發(fā)展與地區(qū)IPv4網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展程度有著密切聯(lián)系，但更為重要的因素是該國(guó)家(地區(qū))的發(fā)展戰(zhàn)略和策略選擇。亞洲地區(qū)的地址耗盡促使日本、中國(guó)等地區(qū)成為IPv6技術(shù)的積極實(shí)施者。歐洲地區(qū)雄厚的資金和技術(shù)實(shí)力，以及它們希望在下一代網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主動(dòng)的目標(biāo)，使得歐洲在IPv6的發(fā)展方面具有整體的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)的IPv4地址還可以維持一段時(shí)間，因此并不需要竭盡全力來發(fā)展新的協(xié)議，但其強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)不可小視。

　　(2) 目前IPv6網(wǎng)絡(luò)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠和IPv4抗衡，主要的IPv6站點(diǎn)目的還是為了研究和測(cè)試。從IPv4到IPv6的過渡，不僅是技術(shù)上的革新，更意味著巨大的商業(yè)戰(zhàn)略和商業(yè)投資，盡管新興的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)充滿了商機(jī)和希望，但風(fēng)險(xiǎn)更大，因此IPv6的商業(yè)化程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，大多數(shù)的企業(yè)積極研發(fā)，靜觀發(fā)展，當(dāng)IPv6成為Internet的必需品時(shí)，他們就會(huì)群起爭(zhēng)奪IPv6產(chǎn)品的市場(chǎng)，這就是IPv6實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)比例較高的原因。

　　(3) 在搜索引擎采集數(shù)據(jù)的過程中，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于IPv4的網(wǎng)頁來說，IPv6的網(wǎng)絡(luò)具有明顯的不穩(wěn)定性，一個(gè)原因是IPv6網(wǎng)絡(luò)處于成長(zhǎng)期，增長(zhǎng)速度較快，截至2002年1月20日網(wǎng)絡(luò)指南針已經(jīng)采集到103個(gè)站點(diǎn)的15萬網(wǎng)頁；另一個(gè)原因是實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)比重較大，許多站點(diǎn)尚未提供成熟穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

　　搜索引擎采集到的是一部分已經(jīng)提供WWW服務(wù)的IPv6站點(diǎn)數(shù)據(jù)，從一定程度上可以反映整個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和增長(zhǎng)情況。但是由于實(shí)驗(yàn)周期比較短，采集到的站點(diǎn)數(shù)量有限，鏈路狀況不能保持穩(wěn)定，本文的結(jié)論也存在局限性。但從WWW服務(wù)的角度來分析IPv6站點(diǎn)對(duì)于分析IPv6網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)來說是一種獨(dú)特的方法，將對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的研究產(chǎn)生積極的作用。

摘自《電信科學(xué)》

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