面試官：存儲IP地址，你會用什么數據類型？

作者：架構精進之路 2024-11-14 09:29:38

網絡網絡管理

在保存IPv4地址時，一個IPv4最小需要7個字符，最大需要15個字符，所以，使用VARCHAR(15)即可。MySQL在保存變長的字符串時，還需要額外的一個字節來保存此字符串的長度。而如果使用無符號整數來存儲，只需要4個字節即可。

在看高性能MySQL第3版（4.1.7節）時，作者建議當存儲IPv4地址時，應該使用32位的無符號整數（UNSIGNED INT）來存儲IP地址，而不是使用字符串。但是沒有給出具體原因。為了搞清楚這個原因，查了一些資料，記錄下來。

相對字符串存儲，使用無符號整數來存儲有如下的好處：

節省空間，不管是數據存儲空間，還是索引存儲空間
便于使用范圍查詢（BETWEEN...AND），且效率更高

通常，在保存IPv4地址時，一個IPv4最小需要7個字符，最大需要15個字符，所以，使用VARCHAR(15)即可。MySQL在保存變長的字符串時，還需要額外的一個字節來保存此字符串的長度。而如果使用無符號整數來存儲，只需要4個字節即可。

另外還可以使用4個字段分別存儲IPv4中的各部分，但是通常這不管是存儲空間和查詢效率應該都不是很高（可能有的場景適合使用這種方式存儲）。

使用字符串和無符號整數來存儲IP的具體性能分析及benchmark，可以看這篇文章。

https://bafford.com/2009/03/09/mysql-performance-benefits-of-storing-integer-ip-addresses/

使用無符號整數來存儲也有缺點：

不便于閱讀
需要手動轉換

對于轉換來說，MySQL提供了相應的函數來把字符串格式的IP轉換成整數INET_ATON，以及把整數格式的IP轉換成字符串的INET_NTOA。如下所示：

mysql> select inet_aton('192.168.0.1');
+--------------------------+
| inet_aton('192.168.0.1') |
+--------------------------+
|               3232235521 |
+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)


mysql> select inet_ntoa(3232235521);
+-----------------------+
| inet_ntoa(3232235521) |
+-----------------------+
| 192.168.0.1           |
+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

對于IPv6來說，使用VARBINARY同樣可獲得相同的好處，同時MySQL也提供了相應的轉換函數，即INET6_ATON和INET6_NTOA。

對于轉換字符串IPv4和數值類型，可以放在應用層，下面是使用java代碼來對二者轉換：

package com.mikan;


/**
 * @author Mikan
 */
public class IpLongUtils {
    /**
     * 把字符串IP轉換成long
     *
     * @param ipStr 字符串IP
     * @return IP對應的long值
     */
    public static long ip2Long(String ipStr) {
        String[] ip = ipStr.split("\\.");
        return (Long.valueOf(ip[0]) << 24) + (Long.valueOf(ip[1]) << 16)
                + (Long.valueOf(ip[2]) << 8) + Long.valueOf(ip[3]);
    }


    /**
     * 把IP的long值轉換成字符串
     *
     * @param ipLong IP的long值
     * @return long值對應的字符串
     */
    public static String long2Ip(long ipLong) {
        StringBuilder ip = new StringBuilder();
        ip.append(ipLong >>> 24).append(".");
        ip.append((ipLong >>> 16) & 0xFF).append(".");
        ip.append((ipLong >>> 8) & 0xFF).append(".");
        ip.append(ipLong & 0xFF);
        return ip.toString();
    }


    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ip2Long("192.168.0.1"));
        System.out.println(long2Ip(3232235521L));
        System.out.println(ip2Long("10.0.0.1"));
    }


}

輸出結果為：

3232235521
192.168.0.1
167772161

責任編輯：武曉燕來源：架構精進之路

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