最新IP数据库 存储优化 查询性能优化 每秒解析上千万 qqzeng-ip-ultimate.dat 3.0版
高性能IP数据库格式详解
每秒解析1000多万ip qqzeng-ip-ultimate.dat 3.0版**编码:**UTF8 **字节序:**Little-Endian
返回规范字段(如:亚洲|中国|香港|九龙|油尖旺|新世界电讯|810200|Hong Kong|HK|114.17495|22.327115)
------------------------ 文件结构 -------------------------
// 文件头 4字节
[IP段数量]
// 前缀区 8字节(4-4) 256*8
[索引区start第几个][索引区end第几个]
// 索引区 8字节(4-3-1) ip段行数x8
[结束IP数字][地区流位置][流长度]
// 内容区 长度无限制
[地区信息][地区信息]……唯一不重复
------------------------ 文件结构 ---------------------------
**优势:**压缩形式将数据存储在内存中,通过减少将相同数据读取到内存的次数来减少I/O.
较高的压缩率通过使用更小的内存中空间提高查询性能。
前缀区为作为缩小查询范围,索引区和内容区长度一样,
解析出来一次性加载到数组中,查询性能提高3-5倍!
**压缩:**原版txt为38.5M,生成dat结构为3.68M 。
和上一版本2.0不同的是索引区去掉了[开始IP数字]4字节,节省多1-2M。
3.0版本只适用[全球版],条件为ip段区间连续且覆盖所有IPV4。
2.0版本适用[全球版][国内版][国外版]
**性能:**每秒解析1000多万ip
**创建:**qqzeng-ip 于 2018-04-08
**性能测试 **( CPU i7-7700K + DDR2400 16G + win10 X64 )
查询【3.0】内存优化版 3414万ip->3.318秒 每秒1028.93309222423万次
查询【3.0】内存优化版 4439万ip->4.199秒 每秒1057.1564658252万次
查询【3.0】内存优化版 4056万ip->3.821秒 每秒1061.50222454855万次
查询【3.0】内存优化版 1781万ip->1.68秒 每秒1060.11904761905万次
查询【3.0】内存优化版 3862万ip->3.66秒 每秒1055.1912568306万次
查询【3.0】内存优化版 3479万ip->3.31秒 每秒1051.05740181269万次
查询【3.0】内存优化版 2892万ip->2.713秒 每秒1065.97862145227万次
查询【3.0】内存优化版 3484万ip->3.263秒 每秒1067.72908366534万次
查询【3.0】内存优化版 2699万ip->2.548秒 每秒1059.26216640502万次
查询【3.0】内存优化版 88万ip->0.087秒 每秒1011.49425287356万次
查询【3.0】内存优化版 161万ip->0.153秒 每秒1052.28758169935万次
查询【3.0】内存优化版 91万ip->0.088秒 每秒1034.09090909091万次
查询【3.0】内存优化版 42万ip->0.041秒 每秒1024.39024390244万次
查询【3.0】内存优化版 159万ip->0.152秒 每秒1046.05263157895万次
查询【3.0】内存优化版 88万ip->0.084秒 每秒1047.61904761905万次
查询【3.0】内存优化版 123万ip->0.118秒 每秒1042.37288135593万次
查询【3.0】内存优化版 106万ip->0.101秒 每秒1049.50495049505万次
查询【3.0】内存优化版 61万ip->0.059秒 每秒1033.89830508475万次
查询【3.0】内存优化版 177万ip->0.169秒 每秒1047.33727810651万次
查询【3.0】内存优化版 106万ip->0.101秒 每秒1049.50495049505万次
查询【3.0】普通优化版 1464万ip->3.408秒 每秒429.577464788732万次
查询【3.0】普通优化版 352万ip->0.803秒 每秒438.356164383562万次
查询【3.0】普通优化版 1357万ip->3.042秒 每秒446.088099934254万次
查询【3.0】普通优化版 184万ip->0.43秒 每秒427.906976744186万次
查询【3.0】普通优化版 752万ip->1.697秒 每秒443.134944018857万次
查询【3.0】普通优化版 1795万ip->4.032秒 每秒445.188492063492万次
查询【3.0】普通优化版 1823万ip->4.076秒 每秒447.252208047105万次
查询【3.0】普通优化版 723万ip->1.622秒 每秒445.745992601726万次
查询【3.0】普通优化版 136万ip->0.319秒 每秒426.332288401254万次
查询【3.0】普通优化版 334万ip->0.756秒 每秒441.798941798942万次
查询【3.0】普通优化版 636万ip->1.435秒 每秒443.205574912892万次
查询【3.0】普通优化版 701万ip->1.578秒 每秒444.233206590621万次
查询【3.0】普通优化版 1807万ip->4.07秒 每秒443.980343980344万次
查询【3.0】普通优化版 489万ip->1.105秒 每秒442.533936651584万次
随机生成 IP
RNGCryptoServiceProvider rngCsp = newRNGCryptoServiceProvider();
byte[] bytes = new byte[4];
rngCsp.GetBytes(bytes);
uint value = ReadBigEndian32(bytes[0], bytes[1], bytes[2], bytes[3]);
开发参考(解析dat以及查询)
public classIPSearch3Fast
{
private static readonly Lazy<IPSearch3Fast> lazy = new Lazy<IPSearch3Fast>(() => newIPSearch3Fast());
public static IPSearch3Fast Instance { get { returnlazy.Value; } }
privateIPSearch3Fast()
{
LoadDat();
Watch();
}
private string datPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, @"qqzeng-ip-ultimate.dat");
private DateTime lastRead =DateTime.MinValue;
private long[,] prefmap = new long[256, 2];
private uint[] endArr;
private string[] addrArr;
private byte[] data;
/// <summary>
///初始化二进制 qqzeng-ip-ultimate.dat 数据
/// </summary>
private voidLoadDat()
{
data =File.ReadAllBytes(datPath);
for (int k = 0; k < 256; k++)
{
int i = k * 8 + 4;
int prefix =k;
long startIndex = ReadLittleEndian32(data[i], data[i + 1], data[i + 2], data[i + 3]);
long endIndex = ReadLittleEndian32(data[i + 4], data[i + 5], data[i + 6], data[i + 7]);
prefmap[k, 0] = startIndex; prefmap[k, 1] =endIndex;
}
uint RecordSize = ReadLittleEndian32(data[0], data[1], data[2], data[3]);
endArr = new uint[RecordSize];
addrArr = new string[RecordSize];
for (int i = 0; i < RecordSize; i++)
{
long p = 2052 + (i * 8);
uint endipnum = ReadLittleEndian32(data[p], data[1 + p], data[2 + p], data[3 +p]);
int offset = data[4 + p] + ((data[5 + p]) << 8) + ((data[6 + p]) << 16);
int length = data[7 +p];
endArr[i] =endipnum;
addrArr[i] =Encoding.UTF8.GetString(data, offset, length);
}
}
private voidWatch()
{
FileInfo fi = newFileInfo(datPath);
FileSystemWatcher watcher = newFileSystemWatcher(fi.DirectoryName)
{
IncludeSubdirectories = false,
NotifyFilter =NotifyFilters.LastWrite,
Filter = "qqzeng-ip-ultimate.dat",
};
watcher.Changed += (s, e) =>{
var lastWriteTime =File.GetLastWriteTime(datPath);
if (lastWriteTime >lastRead)
{
//延时 解决 正由另一进程使用,因此该进程无法访问此文件
Thread.Sleep(1000);
LoadDat();
lastRead =lastWriteTime;
}
};
watcher.EnableRaisingEvents = true;
}
/// <summary>
///ip快速查询方法
/// </summary>
/// <param name="ip">1.1.1.1</param>
/// <returns></returns>
public string Find(stringip)
{
long val = IpToInt(ip, out longpref);
long low = prefmap[pref, 0], high = prefmap[pref, 1];
long cur = low == high ?low : BinarySearch(low, high, val);
returnaddrArr[cur];
}
//二分逼近 O(logN)
private long BinarySearch(long low, long high, longk)
{
long M = 0, mid = 0;
while (low <=high)
{
mid = (low + high) / 2;
uint endipnum =endArr[mid];
if (endipnum >=k)
{
M =mid;
if (mid == 0)
{
break; //防止溢出
}
high = mid - 1;
}
elselow = mid + 1;
}
returnM;
}
private long IpToInt(string ipString, out longprefix)
{
//高性能
int end =ipString.Length;
unsafe{
fixed (char* name =ipString)
{
int numberBase = 10;
charch;
long[] parts = new long[4];
long currentValue = 0;
int dotCount = 0;
int current = 0;
for (; current < end; current++)
{
ch =name[current];
currentValue = 0;
numberBase = 10;
if (ch == '0')
{
numberBase = 8;
current++;
if (current <end)
{
ch =name[current];
if (ch == 'x' || ch == 'X')
{
numberBase = 16;
current++;
}
}
}
for (; current < end; current++)
{
ch =name[current];
intdigitValue;
if ((numberBase == 10 || numberBase == 16) && '0' <= ch && ch <= '9')
{
digitValue = ch - '0';
}
else if (numberBase == 8 && '0' <= ch && ch <= '7')
{
digitValue = ch - '0';
}
else if (numberBase == 16 && 'a' <= ch && ch <= 'f')
{
digitValue = ch + 10 - 'a';
}
else if (numberBase == 16 && 'A' <= ch && ch <= 'F')
{
digitValue = ch + 10 - 'A';
}
else{
break;
}
currentValue = (currentValue * numberBase) +digitValue;
}
if (current < end && name[current] == '.')
{
parts[dotCount] =currentValue;
dotCount++;
continue;
}
break;
}
parts[dotCount] =currentValue;
prefix = parts[0];
return (parts[0] << 24) | ((parts[1] & 0xff) << 16) | ((parts[2] & 0xff) << 8) | (parts[3] & 0xff);
}
}
//简洁的 普通
//byte[] b = IPAddress.Parse(ip).GetAddressBytes();
//prefix = b[0];
//return ReadBigEndian32(b[0], b[1], b[2], b[3]);
}
private uint ReadBigEndian32(byte a, byte b, byte c, byted)
{
return (uint)((a << 24) | (b << 16) | (c << 8) |d);
}
private uint ReadLittleEndian32(byte a, byte b, byte c, byted)
{
return (uint)(a | (b << 8) | (c << 16) | (d << 24));
}
}
/*(调用例子):
string result = IPSearch3Fast.Instance.Find("1.2.3.4");
--> result="亚洲|中国|香港|九龙|油尖旺|新世界电讯|810200|Hong Kong|HK|114.17495|22.327115"
*/
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