CN106940708A - 一种基于二分查找法实现ip范围定位的方法及系统 - Google Patents
一种基于二分查找法实现ip范围定位的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法及系统，所述的方法包括：S1，根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；S2，根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；S3，判断所述终止IP是否大于待查找IP，若是，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。本发明采用二分查找法从海量IP库中定位需要查找的IP对应的IP段信息，相比传统的查找方式，加快了查找的效率，减轻了对存储IP的数据库的内存压力。
Description
技术领域
本发明涉及IP查询领域，具体涉及一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法及系统。
背景技术
随着业务不断拓展，需要从某厂家提供的一个IP库里判断来访者IP是否在此IP库中，如果IP在IP库里，输出对应的IP段信息。IP库是一个文本文件，文件大小为29M，内容38万多行，接近39万行。将39万的数据存储在传统数据库中，如果访问量太大，会对数据库造成很大压力甚至导致数据库崩溃。
发明内容
本发明提供了一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法及系统，能够提高IP的查询定位效率。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法，包括：
S1，根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；
S2，根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
S3，判断所述终止IP是否大于待查找IP，若是，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。
本发明的有益效果为：采用二分查找法从海量IP库中定位需要查找的IP，相比传统的查找方式，加快了查找的效率，减轻对存储IP的数据库的内存压力。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进。
进一步的，步骤S1之前还包括：
S01，将所有的起始IP顺序写入Redis数据库有序集合中；
S02，以起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述步骤S1具体包括：
根据待查找IP，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述步骤S2具体包括：
根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP。
所述进一步的有益效果为：将所有的起始IP和对应的IP段信息存储在Redis数据库中，Redis数据库属于NoSQL数据库，相比传统的关系型数据库，存储容量大，同时将起始IP和对应的IP段信息分开存储，避免存储在一起由于访问量大造成数据库崩溃。
进一步的，所述步骤S01具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中；
所述步骤S02具体包括：
以long型的起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述步骤S1具体包括：
将待查找IP转换为long型，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述步骤S2具体包括：
根据查找到的long型的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP，且将终止IP转换为long型。
进一步的，所述步骤S01将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，写入数组，将数组升序排列，转换后的long值作为value，并将数组写入Redis数据库中。
进一步的，所述步骤S1具体包括：
S11，将待查找IP分别与Redis数据库有序集合中的中间起始IP以及中间起始IP的下一个起始IP进行比较；
S12；当待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP时，该中间起始IP为最大的且比待查找IP小的起始IP；
S13，若待查找IP小于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将前半部分作为新的Redis数据库有序集合，返回步骤S11；
S14，若待查找IP大于中间起始IP的下一个起始IP，则以该中间起始IP的下一个起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将后半部分作为新的Redis数据库有序集合，返回步骤S11。
所述进一步的有益效果为：根据待查找IP，采用二分查找法从整个Redis有序集合中逐渐缩小范围，能够加快查询定位的速度。
为了解决本发明的技术问题，还可以提供一种基于二分查找法实现IP范围定位的系统，包括：
第一查找模块，用于根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；
第二查找模块，用于根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
判断模块，用于判断所述终止IP是否大于待查找IP；
输出模块，用于若终止IP大于待查找IP，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。
进一步的，还包括：
数据写入模块，用于将所有的起始IP顺序写入Redis数据库有序集合中，以及以起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述第一查找模块具体用于：
根据待查找IP，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第二查找模块，具体用于：
根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP。
进一步的，所述数据写入模块具体用于：
将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中，以及以long型的起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述第一查找模块具体用于：
将待查找IP转换为long型，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第二查找模块具体用于：
根据查找到的long型的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP，且将终止IP转换为long型。
进一步的，所述数据写入模块用于将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，写入数组，将数组升序排列，转换后的long值作为value，并将数组写入Redis数据库中。
进一步的，还包括比较模块，
比较模块，用于将待查找IP分别与Redis数据库有序集合中的中间起始IP以及中间起始IP的下一个起始IP进行比较，当待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP时，该中间起始IP为比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第一查找模块，具体用于若待查找IP小于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将前半部分作为新的Redis数据库有序集合，并执行比较模块；还用于若待查找IP大于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将后半部分作为新的Redis数据库有序集合，并执行模块。
附图说明
图1为本发明一个实施例中基于二分查找法实现IP范围定位的方法流程图；
图2为本发明另一个实施例中基于二分查找法实现IP范围定位的方法流程图；
图3为本发明一个实施例中二分查找法的流程图；
图4为本发明一个实施例中基于二分查找法实现IP范围定位的系统框图示意图；
图5为本发明另一实施例中基于二分查找法实现IP范围定位的系统框图示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参见图1，为本发明实施例1的一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法，包括：
S1，根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；
S2，根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
S3，判断所述终止IP是否大于待查找IP，若是，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。
可以理解为，本实施例是希望根据待查找IP，查找到对应的IP段信息，二IP段信息具有起始IP和终止IP，在本实施例中，在同一个数据库中，该数据库的一个集合中存放所有的起始IP，另一个集合中存放IP段信息和终止IP。本实施例先根据待查找IP，利用二分查找法在顺序排列的起始IP集合中查找对应的起始IP，起始IP集合中最大的且比待查找IP小的起始IP为待查找IP所在的IP段的起始IP。找到与待查找IP对应的起始IP，根据查找到的起始IP，从IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP。随后，将终止IP与待查找IP进行比较，当终止IP大于等于待查找IP时，表明待查找IP确实是属于该IP段中的，因此，可以输出该IP段信息；如果终止IP小于待查找IP，表明待查找IP不在整个数据库中，则输出查找错误信息或者待查找IP不在合法范围内的错误信息，表明该待查找IP不在IP数据库中。
本实施例采用二分查找法从海量IP库中定位需要查找的IP对应的IP段信息，相比传统的查找方式，加快了查找的效率，减轻了对存储IP的数据库的内存压力。
参见图2，为本发明实施例2的一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法，包括：
S0’，将所有的起始IP顺序写入Redis数据库有序集合中,以起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
S1’，根据待查找IP，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到且比待查找IP小且最大的起始IP；
S2’，根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
S3’，判断该终止IP是否大于待查找IP，若是，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。
上述实施例中将所有的起始IP按照升序方式写入Redis数据库有序集合中，并以起始IP为主键，将Redis数据库有序集合中的每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中。本实施例将所有的起始IP和对应的IP段信息存储在Redis数据库中，Redis数据库属于NoSQL数据库，相比传统的关系型数据库，存储容量大，同时将起始IP和对应的IP段信息分开存储，避免存储在一起由于访问量大造成数据库崩溃。
在将所有的起始IP按照升序方式写入Redis数据库有序集合的过程中，为了便于将所有的起始IP进行升序排列，将所有的起始IP转换成long型数值升序写入Redis数据库有序集合中，并以long型的起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中，其中，每一个IP段是包括起始IP和终止IP的，Hash结构中的终止IP也为long型。具体的，将所有的起始IP转换为long型，写入数组，将数组升序排列，转换后的long值作为value，并将数组写入Redis数据库中。
在具体的查找过程中，将待查找IP转换为long型，并利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP。具体实现的查找过程为，可参见图3，将待查找IP分别与Redis数据库有序集合中的中间起始IP以及中间起始IP的下一个起始IP进行比较；当待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP时，该中间起始IP为比待查找IP小且最大的起始IP，即当待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP时，可以初步确定待查找IP在该中间起始IP所在的IP段内，因此，该中间IP为需要查找的起始IP。若待查找IP小于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，从前半部分继续按照二分查找法进行查找定位，查找方式与前述相同；同样的，若待查找IP大于中间起始IP的下一个起始IP，则以该中间起始IP的下一个起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，从后半部分查找继续按照二分查找法进行查找定位，查找方式与前述相同，整个过程直到查找到与待查找IP对应的起始IP或者整个起始IP库均遍历一遍还未找到对应的起始IP为止。
根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，其中，IP段包括起始IP和终止IP，因此，可以找到该IP段信息对应的终止IP。将找到的终止IP与待查找IP进行比较，当终止IP大于等于待查找IP时，表明待查找IP确实是属于该IP段中的，因此，可以输出该IP段信息；如果终止IP小于待查找IP，表明待查找IP不在整个IP库中，则输出查找错误信息或者待查找IP不在合法范围内的错误信息。
参见图4，为本发明实施例3的一种基于二分查找法实现IP范围定位的系统，包括第一查找模块41、第二查找模块42、判断模块43和输出模块44。
其中，第一查找模块41用于根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储在的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；
第二查找模块42，用于根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
判断模块43，用于判断该终止IP是否大于待查找IP；
输出模块44，用于若终止IP大于待查找IP，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在所述数据库中的提示信息。
参见图5，为本发明实施例4的一种基于二分查找实现IP范围定位的系统，包括数据写入模块51、第一查找模块52、第二查找模块53、判断模块54和输出模块55。
数据写入模块51，用于将所有的起始IP顺序写入Redis数据库有序集合中，以及以起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述第一查找模块52具体用于：
根据待查找IP，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第二查找模块53，具体用于：
根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP。
其中，所述数据写入模块51具体用于：
将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中，以及以long型的起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述第一查找模块52具体用于：
将待查找IP转换为long型，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到最大的且比待查找IP小的起始IP；
所述第二查找模块53具体用于：
根据查找到的long型的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP，且将终止IP转换为long型。
所述数据写入模块51用于将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，写入数组，将数组升序排列，转换后的long值作为value，并将数组写入Redis数据库中。
其中，还包括还包括比较模块56，比较模块56，用于将待查找IP分别与Redis数据库有序集合中的中间起始IP以及中间起始IP的下一个起始IP进行比较，当待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP时，该中间起始IP为比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第一查找模块52，具体用于若待查找IP小于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将前半部分作为新的Redis数据库有序集合，并执行比较模块；还用于若待查找IP大于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将后半部分作为新的Redis数据库有序集合，并执行模块。
本发明提供的一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法及系统，将所有的起始IP和对应的IP段信息存储在Redis数据库中，Redis数据库属于NoSQL数据库，相比传统的关系型数据库，存储容量大，同时将起始IP和对应的IP段信息分开存储，避免存储在一起由于访问量大造成数据库崩溃；并在Redis数据库中采用二分查找法从海量IP库中定位需要查找的IP对应的IP段信息，相比传统的查找方式，加快了查找的效率，减轻了对存储IP的数据库的内存压力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于二分查找法实现IP范围定位的方法，其特征在于，包括：
S1，根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；
S2，根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
S3，判断所述终止IP是否大于待查找IP，若是，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。
2.如权利要求1所述的基于二分查找法实现IP范围定位的方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：
S01，将所有的起始IP顺序写入Redis数据库有序集合中；
S02，以起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述步骤S1具体包括：
根据待查找IP，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述步骤S2具体包括：
根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP。
3.如权利要求2所述的基于二分查找法实现IP范围定位的方法，其特征在于，所述步骤S01具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中；
所述步骤S02具体包括：
以long型的起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述步骤S1具体包括：
将待查找IP转换为long型，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到最大的且比待查找IP小的起始IP；
所述步骤S2具体包括：
根据查找到的long型的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP，且将终止IP转换为long型。
4.如权利要求3所述的基于二分查找法实现IP范围定位的方法，其特征在于，所述步骤S01中将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，写入数组，将数组升序排列，转换后的long值作为value，并将数组写入Redis数据库中。
5.如权利要求3所述的基于二分查找法实现IP范围定位的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11，将待查找IP分别与Redis数据库有序集合中的中间起始IP以及中间起始IP的下一个起始IP进行比较；
S12；若待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP，则该中间起始IP为比待查找IP小且最大的起始IP；
S13，若待查找IP小于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将前半部分作为新的Redis数据库有序集合，返回步骤S11；
S14，若待查找IP大于中间起始IP的下一个起始IP，则以该中间起始IP的下一个起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将后半部分作为新的Redis数据库有序集合，返回步骤S11。
6.一种基于二分查找法实现IP范围定位的系统，其特征在于，包括：
第一查找模块，用于根据待查找IP，利用二分查找法在数据库中顺序存储的起始IP集合中找到比待查找IP小且最大的起始IP；
第二查找模块，用于根据查找到的起始IP，从所述数据库的IP段信息集合中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP；
判断模块，用于判断所述终止IP是否大于待查找IP；
输出模块，用于若终止IP大于待查找IP，则输出所述IP段信息，若否，则输出所述待查找IP不在数据库中的提示信息。
7.如权利要求6所述的基于二分查找法实现IP范围定位的系统，其特征在于，还包括：
数据写入模块，用于将所有的起始IP顺序写入Redis数据库有序集合中，以及以起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述第一查找模块具体用于：
根据待查找IP，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第二查找模块，具体用于：
根据查找到的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP。
8.如权利要求7所述的基于二分查找法实现IP范围定位的系统，其特征在于，所述数据写入模块具体用于：
将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中，以及以long型的起始IP为主键，将与每一个起始IP对应的IP段信息写入Redis数据库的Hash结构中；
所述第一查找模块具体用于：
将待查找IP转换为long型，利用二分查找法从Redis数据库有序集合中查找到比待查找IP小且最大的起始IP；
所述第二查找模块具体用于：
根据查找到的long型的起始IP，从Redis数据库的Hash结构中找到对应的IP段信息，并找到该IP段信息中对应的终止IP，且将终止IP转换为long型。
9.如权利要求8所述的基于二分查找法实现IP范围定位的系统，其特征在于，所述数据写入模块用于将所有的起始IP转换为long型，并从前到后升序写入Redis数据库有序集合中具体包括：
将所有的起始IP转换为long型，写入数组，将数组升序排列，转换后的long值作为value，并将数组写入Redis数据库中。
10.如权利要求9所述的基于二分查找法实现IP范围定位的系统，其特征在于，还包括：
比较模块，用于将待查找IP分别与Redis数据库有序集合中的中间起始IP以及中间起始IP的下一个起始IP进行比较，当待查找IP大于中间起始IP且小于中间起始IP的下一个起始IP时，该中间起始IP为比待查找IP小且最大的起始IP；
第一查找模块，具体用于若待查找IP小于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将前半部分作为新的Redis数据库有序集合，并执行比较模块；还用于若待查找IP大于中间起始IP，则以该中间起始IP为界，将整个Redis数据库有序集合划分为前后两部分，将后半部分作为新的Redis数据库有序集合，并执行模块。
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