php - 搜索存储为整数的部分 IP 地址

Question

我目前有一个包含 IP 地址的 MySQL 数据库。在搜索表单上，客户端想要搜索部分 IP 地址并弹出(可能)许多结果。我目前将 IP 地址作为 unsigned int 存储在 mysql 中。我使用的是 PHP 5.2，因此无法访问 PHP 5.7 及其 INET6_NTOA 函数。

当前数据库有超过 50,000 条记录并且还在继续增长，所以我不想将所有 IP 转换为点分符号，然后进行匹配 - 这似乎有点笨拙。

有没有更好的方法来搜索部分 IP 地址？

Answer 1

实际上，无符号整数列已经是搜索部分 ip 地址匹配项的最有效方法!请不要将您的精力和 CPU 时间浪费在转换回点分符号或对某种字符串列进行 LIKE 搜索上。

有几种记录部分 IP 地址的方法，但最终，它们都归结为带有网络掩码的基本 IP。另外，假设partial是指所有具有共同前缀的IP，那么这也相当于指定了一个IP范围。

无论哪种方式，部分 IP 地址规范最终被描述为两个 32 位无符号整数，编码格式与您的数据库列相同。要么你有一个起始 ip 和结束 ip，要么你有一个基本 ip 和一个掩码。这些整数可以直接在您的 SQL 查询中使用，以有效地获得匹配。更好的是，如果您使用 ip 范围方法，那么引擎将能够利用 ip 列上的有序索引。您不能期望更好。

那么如何建立IP范围呢？我们将首先取决于您的部分地址是如何指定的，但是假设您确实知道网络掩码，那么起始地址等于(基本 ip 和网络掩码)，结束地址是((基本 ip & 掩码) | (~netmask)), 其中 &, |和~分别表示按位与、按位或、按位非。

更新

这是应用我描述的策略的示例代码。

自从我上次编写 PHP 代码以来已经有很长时间了，并且从未执行过以下内容，所以请原谅我可能引入的任何错误。我还特意选择“扩展”每个符号场景，以使它们更易于理解，而不是将它们全部压缩在一个非常复杂的正则表达式中。

if (preg_match(' /^ (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) [/] (\d{1,2}) $/x', $input, $r)) {
    // Four-dotted IP with number of significant bits: 123.45.67.89/24

    $a = intval($r[1]);
    $b = intval($r[2]);
    $c = intval($r[3]);
    $d = intval($r[4]);
    $mask = intval($r[5]);

} elseif (preg_match(' /^ (\d{1,3}) (?: [.] [*0] [.] [*0] [.] [*0] )? $/x', $input, $r)) {
    // Four-dotted IP with three-last numbers missing, or equals to 0 or '*':
    // 123.45, 123.45.0.0, 123.45.*.*  (assume netmask of 8 bits)

    $a = intval($r[1]);
    $b = 0;
    $c = 0;
    $d = 0;
    $mask = 8;

} elseif (preg_match(' /^ (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) (?: [.] [*0] [.] [*0] )? $/x', $input, $r)) {
    // Four-dotted IP with two-last numbers missing, or equals to 0 or '*':
    // 123.45, 123.45.0.0, 123.45.*.*  (assume netmask of 16 bits)

    $a = intval($r[1]);
    $b = intval($r[2]);
    $c = 0;
    $d = 0;
    $mask = 16;

} elseif (preg_match(' /^ (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) (?: [.] [*0] )? $/x', $input, $r)) {
    // Four-dotted IP with last number missing, or equals to 0 or *:
    // 123.45.67, 123.45.67.0, 123.45.67.*  (assume netmask of 24 bits)

    $a = intval($r[1]);
    $b = intval($r[2]);
    $c = intval($r[3]);
    $d = 0;
    $mask = 24;

} elseif (preg_match(' /^ (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) [.] (\d{1,3}) $/x', $input, $r)) {
    // Four-dotted IP: 123.45.67.89 (assume netmask of 32 bits)

    $a = intval($r[1]);
    $b = intval($r[2]);
    $c = intval($r[3]);
    $d = intval($r[4]);
    $mask = 32;

} else {
    throw new Exception('...');
}

if ($a < 0 || $a > 255) {  throw new Exception('...') };
if ($b < 0 || $b > 255) {  throw new Exception('...') };
if ($c < 0 || $c > 255) {  throw new Exception('...') };
if ($d < 0 || $d > 255) {  throw new Exception('...') };
if ($mask < 1 || $mask > 32) {  throw new Exception('...') };

$baseip = ($a << 24) + ($b << 16) + ($c << 8) + ($d);
$netmask = (1 << (32 - $mask)) - 1;

$startip = $baseip & netmask;
$endip = ($baseip & netmask) | (~netmask);

// ...

doSql( "SELECT ... FROM ... WHERE ipaddress >= ? && ipaddress <= ?", $startip, $endip);

// or

doSql( "SELECT ... FROM ... WHERE ((ipaddress & ?) = ?)", $netmask, $startip);