首页 > 代码库 > 教你分分钟画出越南全境的主干路由拓扑
教你分分钟画出越南全境的主干路由拓扑
标题党了一次，用一个高大上的的题目先吸引各位看官点进来。
其实原理很简单，我们要做的工作只是做一些数据处理并最终生成kml脚本呈现在Google Earth上。
进入正题：
首先数据来源http://www.caida.org .这是一个英特网数据分析的合作组织，数据比较权威，全球很多网络方面的科研数据都来源于此。
而对本文有用的信息在这里：http://www.caida.org/data/internet-topology-data-kit/ 这里面是一些英特网的拓扑信息数据，而且每半年左右都在更新。就从这里获取最新的版本：
进去之后到这个地方：http://data.caida.org/datasets/topology/ark/ipv4/itdk/2011-10/ 如图所示：
数据分为两组，是用不同的工具和探测方式获得的，分别是加入使用kapar和不加入，两组数据的区别在于前者更为详尽，而后者更精确。具体探测原理等可以在caida上找到。
我以不添加kapar工具获取的数据为例子。
数据一共有三个文件，其中以.links结尾的路径数据，以.nodes结尾的是节点路由数据，以.nodes.geo结尾的是地理位置数据。
具体的格式等可以见下面的图：
上图是路径数据的文件截图，第一二列是路径的编号。后面N开头的一串数字路由器的编号，后面如果接有IP地址，则是它在路径上的出口，没有即为该接口数据未被探测到。
于是一行数据就代表了一条网络层的路径，每个带编号的路由器就是位于其上的节点。
上图是地理位置文件截图，每一行列出了每个被探测到的路由器的地理位置信息，包括国家，地区，城市，经纬度等
上图是路由器节点数据文件的截图，每一行标识出了每个路由器上的接口的IP地址。
接下来，进行数据处理。思路是，先从地理位置文件把属于越南的路由器筛选出来。然后把这些路由器代入到路径文件里去查找，选出满足条件的路径。最后把这些路由器和路径写入到KML脚本里，用Google Earth读取即可。
写了一个筛选的小程序，把这个过程泛化了一下，可以实现对任何一个国家拓扑脚本的生成。为了赶进度，代码有点乱。。。看官们勿怪。。
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define MAX_LINE_SIZE 512
#define MAX_CITY_NUM 1200
#define MAX_ROUTE_NUM 100000
typedef struct Route_info{
// char fileinfo[10];
char route_id[10];
// char continent[5];
char country[5];
// char region[6];
char city[25];
float latitude;
float longtitude;
}Route_info;
typedef struct Location {
float latitude;
float longtitude;
}Location;
char city_list[MAX_CITY_NUM][25];
int current_citynum = 0;
Route_info routeinfo_set[MAX_ROUTE_NUM]; //route_id include character ':'
int routeinfo_index = 0;
Location location_set[MAX_CITY_NUM];
int location_index = 0;
int get_line(int *fd, char* line_buf, int line_size)
{
int a, i = 0;
memset(line_buf, 0, MAX_LINE_SIZE);
while (((a = getchar()) != '\n' && a != EOF) && i < line_size-2) //mark
line_buf[i++] = a;
line_buf[i] = '\n'; //add \n to process data convinently
if (a == -1)
return 0;
else
return i+1; //include \n
}
int read_raw_linkfile(char *postfix)
{
int fd_in, fd_out, line_size;
char line_buf[MAX_LINE_SIZE], outfile_name[20];
if ((fd_in = open("./midar-iff.links.in", O_RDONLY)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return 0;
}
memset(outfile_name, 0, 20);
strcpy(outfile_name, "link.");
strcat(outfile_name, postfix);
if ((fd_out = open(outfile_name, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return 0;
}
dup2(fd_in, STDIN_FILENO);
printf("fetching %s's link data...\n", postfix);
while (line_size = get_line(STDIN_FILENO, line_buf, MAX_LINE_SIZE))
{
if (line_buf[0] == '#')
continue;
if (check_link(line_buf))
write(fd_out, line_buf, line_size);
}
close(fd_in);
close(fd_out);
return 1;
}
void get_location(char *line_buf)
{
char *ptr = line_buf;
int len = strlen(line_buf);
ptr += (len - 2);
while ((*ptr >= 48 && *ptr <= 57) || *ptr == '\t' || *ptr == '.' /*|| *ptr == 32*/) ptr--;
ptr++; //mark
sscanf(ptr, "%f %f", &location_set[location_index].latitude, &location_set[location_index].longtitude);
location_index++;
}
void get_routeinfo(char *line_buf)
{
char id_tmp[10], *ptr;
memset(id_tmp, 0, 10);
sscanf(line_buf, "%*s %s", routeinfo_set[routeinfo_index].route_id);
/* drop char ':' */
//for (ptr = id_tmp; *ptr != ':'; ptr++);
// memcpy(routeinfo_set[routeinfo_index].route_id, id_tmp, ptr - id_tmp);
ptr = line_buf;
int len = strlen(line_buf);
ptr += (len - 2);
while ((*ptr >= 48 && *ptr <= 57) || *ptr == '\t' || *ptr == '.' ) ptr--;
ptr++; //mark
sscanf(ptr, "%f %f", &routeinfo_set[routeinfo_index].latitude, &routeinfo_set[routeinfo_index].longtitude);
routeinfo_index++;
}
int read_raw_routefile(char *postfix)
{
int fd_in, fd_out, fd_out_norep, line_size;
char line_buf[MAX_LINE_SIZE], outfile_name[20], outfilenorep_name[20];
if ((fd_in = open("./midar-iff.nodes.geo.in", O_RDONLY)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return 0;
}
memset(outfile_name, 0, 20);
strcpy(outfile_name, "route.");
strcat(outfile_name, postfix);
memset(outfilenorep_name, 0, 20);
strcpy(outfilenorep_name, "route_city.");
strcat(outfilenorep_name, postfix);
if ((fd_out = open(outfile_name, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return 0;
}
if ((fd_out_norep = open(outfilenorep_name, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return 0;
}
dup2(fd_in, STDIN_FILENO);
Route_info rinfo;
while (line_size = get_line(STDIN_FILENO, line_buf, MAX_LINE_SIZE))
{
if (line_buf[0] == '#')
continue;
memset((char*)&rinfo, 0, sizeof(Route_info));
sscanf(line_buf, "%*s %s %*s %s %*s %s \t%f %f", rinfo.route_id, rinfo.country, rinfo.city, &rinfo.latitude, &rinfo.longtitude);
if (!strcmp(rinfo.country, postfix)) {
if (!check_cityrepeatition(rinfo.city)) {
write(fd_out_norep, line_buf, line_size);
get_location(line_buf);
}
get_routeinfo(line_buf);
//strcpy(route_list[current_routenum++], rinfo.route_id);
write(fd_out, line_buf, line_size);
}
}
close(fd_in);
close(fd_out);
return 1;
}
void print_locationset()
{
int i;
for (i = 0; i < location_index; i++)
printf("%f %f\n",location_set[i].latitude, location_set[i].longtitude);
}
void print_routeinfoset()
{
int i;
for (i = 0; i < routeinfo_index; i++)
printf("%s %f %f\n", routeinfo_set[i].route_id, routeinfo_set[i].latitude, routeinfo_set[i].longtitude);
}
/* drop the repeative city */
int check_cityrepeatition(char *city)
{
int i;
for (i = 0; i < current_citynum; i++)
{
if (!strcmp(city, city_list[i]))
return 1;
}
strcpy(city_list[current_citynum++], city);
return 0;
}
/* at least two adjacent route on the link */
int check_link(char *line_buf)
{
char *ptr = line_buf, route_id[10], *tmp;
int i, pre_flag = 0;
while (*ptr != '\n' && *ptr != EOF)
{
memset(route_id, 0, 10*sizeof(char));
ptr = strchr(ptr, 'N');
if (!ptr)
break;
tmp = ptr;
while (*tmp != ' ' && *tmp != ':' && *tmp != '\n') tmp++;
for (i = 0; (ptr + i) < tmp; i++)
route_id[i] = *(ptr+i);
route_id[i] = ':'; //match the format
if (check_route(route_id)) {
if (pre_flag)
return 1;
else
pre_flag = 1;
}
else
pre_flag = 0;
ptr = tmp;
}
return 0;
}
int check_route(char *route_id)
{
int i;
for (i = 0; i < routeinfo_index; i++)
if (!strcmp(routeinfo_set[i].route_id, route_id)) {
return 1;
}
return 0;
}
void draw_route(char *kmlfile_name)
{
int i, fd_out;
char buf[1024];
if ((fd_out = open(kmlfile_name, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return;
}
printf("generate the routes kml file...\n");
memset(buf, 0, 1024);
sprintf(buf, "<Document>\n<Style id=\"icon_style\">\n<IconStyle>\n<Icon>\n<href>juanjo_Router.png</href>\n</Icon>\n<scale>0.8</scale>\n</IconStyle>\n</Style>\n");
write(fd_out, buf, strlen(buf));
memset(buf, 0, 1024);
for (i = 0; i < location_index; i++)
{
sprintf(buf, "<Placemark>\n<styleUrl>#icon_style</styleUrl>\n<Point>\n<coordinates>%f,%f,0</coordinates>\n</Point>\n</Placemark>\n", location_set[i].longtitude, location_set[i].latitude);
write(fd_out, buf, strlen(buf));
memset(buf, 0, 1024);
}
close(fd_out);
}
void get_routeloca(char *route_id, float* lati, float* longti)
{
int i;
for (i = 0; i < routeinfo_index; i++)
if (!strcmp(routeinfo_set[i].route_id, route_id)) {
*lati = routeinfo_set[i].latitude;
*longti = routeinfo_set[i].longtitude;
return;
}
}
void get_endofline(char*line_buf, float* start_la, float* start_long, float* end_la, float* end_long)
{
char *ptr = line_buf, route_id[10], *tmp;
int i, pre_flag = 0;
while (*ptr != '\n' && *ptr != EOF)
{
memset(route_id, 0, 10*sizeof(char));
ptr = strchr(ptr, 'N');
if (!ptr)
break;
tmp = ptr;
while (*tmp != ' ' && *tmp != ':' && *tmp != '\n') tmp++;
for (i = 0; (ptr + i) < tmp; i++)
route_id[i] = *(ptr+i);
route_id[i] = ':'; //match the format
if (check_route(route_id)) {
if (pre_flag) {
get_routeloca(route_id, end_la, end_long);
return ;
}
else {
get_routeloca(route_id, start_la, start_long);
pre_flag = 1;
}
}
else
pre_flag = 0;
ptr = tmp;
}
return ;
}
void draw_line(char* postfix, char *kmlfile_name)
{
int fd_in, fd_out, line_size;
char file_name[20], buf[1024], line_buf[MAX_LINE_SIZE];
Location start, end;
memset(file_name, 0, 20);
strcpy(file_name, "link.");
strcat(file_name, postfix);
if ((fd_in = open(file_name, O_RDONLY)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return ;
}
if ((fd_out = open(kmlfile_name, O_RDWR | O_APPEND)) == -1) {
perror("Fail to open:");
return ;
}
dup2(fd_in, STDIN_FILENO);
printf("generate the link between routes...\n");
sprintf(buf, "<Style id=\"color_line\">\n<LineStyle>\n<color>ff00FF00</color>\n<width>2</width>\n</LineStyle>\n</Style>\n");
write(fd_out, buf, strlen(buf));
memset(buf, 0, 1024);
while (line_size = get_line(STDIN_FILENO, line_buf, MAX_LINE_SIZE))
{
get_endofline(line_buf, &start.latitude, &start.longtitude, &end.latitude, &end.longtitude);
sprintf(buf, "<Placemark>\n<styleUrl>#color_line</styleUrl>\n<LineString>\n<extrude>0</extrude>\n<tessellate>1</tessellate>\n<altitudeMode>clampToGround</altitudeMode>\n<coordinates>\n%f,%f,0\n%f,%f,0\n</coordinates>\n</LineString>\n</Placemark>\n", start.longtitude, start.latitude, end.longtitude, end.latitude);
write(fd_out, buf, strlen(buf));
memset(buf, 0, 1024);
}
sprintf(buf, "</Document>\n");
write(fd_out, buf, strlen(buf));
printf("Success to generate the %s's kml files\n", postfix);
close(fd_in);
close(fd_out);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
if (argc != 2) {
printf("Usage: ./<pram> <country_name>");
return 1;
}
char kmlfile_name[20];
memset(kmlfile_name, 0, 20);
strcpy(kmlfile_name, argv[1]);
strcat(kmlfile_name, ".kml");
if (read_raw_routefile(argv[1]))
printf("Success to read %s's data from raw route data file\n", argv[1]);
print_locationset();
print_routeinfoset();
draw_route(kmlfile_name);
if (read_raw_linkfile(argv[1]))
printf("Success to read %s's data from raw link data file\n", argv[1]);
draw_line(argv[1], kmlfile_name);
return 0;
}程序执行有生成两个临时的文件，分别是过滤出的国家的路由和链路，如图，越南的数据如下：
最终得到KML文件：
最后的效果如图所示：
看到图像有点小小的激动，博主根本挺不下来，又把小日本弄来玩了一把，奈何日本土地稀缺却网络发达，图像太拥挤非常不利于观摩，上个图作为结尾吧
声明：以上内容来自用户投稿及互联网公开渠道收集整理发布，本网站不拥有所有权，未作人工编辑处理，也不承担相关法律责任，若内容有误或涉及侵权可进行投诉： 投诉/举报 工作人员会在5个工作日内联系你，一经查实，本站将立刻删除涉嫌侵权内容。