纯真IP数据库格式详解 附demo
纯真版IP数据库，优点是记录多，查询速度快，它只用一个文件QQWry.dat就包含了所有记录，方便嵌入到其他程序中，也方便升级。缺点是你想要编辑它却是比较麻烦的，由于其文件格式的限制，你要直接添加IP记录就不容易了
基本结构
QQWry.dat
文件在结构上分为3块：文件头，记录区，索引区。一般我们要查找IP时，先在索引区查找记录偏移，然后再到记录区读出信息。由于记录区的记录是不定长的，
所以直接在记录区中搜索是不可能的。由于记录数比较多，如果我们遍历索引区也会是有点慢的，一般来说，我们可以用二分查找法搜索索引区，其速度比遍历索引
区快若干数量级。图1是QQWry.dat的文件结构图。
图1. QQWry.dat文件结构
要注意的是，QQWry.dat里面全部采用了little-endian字节序
一. 了解文件头
QQWry.dat的文件头只有8个字节，其结构非常简单，首四个字节是第一条索引的绝对偏移，后四个字节是最后一条索引的绝对偏移。
二. 了解记录区
每
条IP记录都由国家和地区名组成，国家地区在这里并不是太确切，因为可能会查出来“清华大学计算机系”之类的，这里清华大学就成了国家名了，所以这个国家
地区名和IP数据库制作的时候有关系。所以记录的格式有点像QName，有一个全局部分和局部部分组成，我们这里还是沿用国家名和地区名的说法。
于 是我们想象着一条记录的格式应该是: [IP地址][国家名][地区名]，当然，这个没有什么问题，但是这只是最简单的情况。很显然，国家名和地区名可能会有很多的重复，如果每条记录都保存一 个完整的名称拷贝是非常不理想的，所以我们就需要重定向以节省空间。所以为了得到一个国家名或者地区名，我们就有了两个可能：第一就是直接的字符串表示的 国家名，第二就是一个4字节的结构，第一个字节表明了重定向的模式，后面3个字节是国家名或者地区名的实际偏移位置。对于国家名来说，情况还可能更复杂 些，因为这样的重定向最多可能有两次。
那么什么是重定向模式？根据上面所说，一条记录的格式是[IP地址][国家记录][地区记录]，如果国家记录是重定向的话，那么地区记录是有可能没有的，于是就有了两种情况，我管他叫做模式1和模式2。我们对这些格式的情况举图说明：
图2. IP记录的最简单形式
图2表示了最简单的IP记录格式，我想没有什么可以解释的
图3. 重定向模式1
图3演示了重定向模式1的情况。我们看到在模式1的情况下，地区记录也跟着国家记录走了，在IP地址之后只剩下了国家记录的4字节，后面3个字节构成了一个指针，指向了实际的国家名，然后又跟着地址名。模式1的标识字节是0x01。
图4. 重定向模式2
图
4演示了重定向模式2的情况。我们看到了在模式2的情况下（其标识字节是0x02），地区记录没有跟着国家记录走，因此在国家记录之后4个字节之后还是有
地区记录。我想你已经明白了模式1和模式2的区别，即：模式1的国家记录后面不会再有地区记录，模式2的国家记录后会有地区记录。下面我们来看一下更复杂
的情况。
图5. 混和情况1
图
5演示了当国家记录为模式1的时候可能出现的更复杂情况，在这种情况下，重定向指向的位置仍然是个重定向，不过第二次重定向为模式2。大家不用担心，没有
模式3了，这个重定向也最多只有两次，并且如果发生了第二次重定向，则其一定为模式2，而且这种情况只会发生在国家记录上，对于地区记录，模式1和模式2
是一样的，地区记录也不会发生2次重定向。不过，这个图还可以更复杂，如图7：
图6. 混和情况2
图6是模式1下最复杂的混和情况，不过我想应该也很好理解，只不过地区记录也来重定向而已，有一点我要提醒你，如果重定向的地址是0，则表示未知的地区名。
所 以我们总结如下：一条IP记录由[IP地址][国家记录][地区记录]组成，对于国家记录，可以有三种表示方式：字符串形式，重定向模式1和重定向模式 2。对于地区记录，可以有两种表示方式：字符串形式和重定向，另外有一条规则：重定向模式1的国家记录后不能跟地区记录。按照这个总结，在这些方式中合理 组合，就构成了IP记录的所有可能情况。
设计的理由
在我们继续去了解索引区的结构之前，我们先来了解一下为何记录区的结构要如此设
计。我想你可能想到了答案：字符串重用。没错，在这种结构下，对于一个国家名和地区名，我只需要保存其一次就可以了。我们举例说明，为了表示方便，我们用
小写字母代表IP记录，C表示国家名，A表示地区名：
有两条记录a(C1, A1), b(C2, A2)，如果C1 = C2, A1 = A2，那么我们就可以使用图3显示的结构来实现重用
有三条记录a(C1, A1), b(C2, A2), c(C3, A3)，如果C1 = C2, A2 = A3，现在我们想存储记录b，那么我们可以用图6的结构来实现重用
有两条记录a(C1, A1), b(C2, A2)，如果C1 = C2，现在我们想存储记录b，那么我们可以采用模式2表示C2，用字符串表示A2
你可以举出更多的情况，你也会发现在这种结构下，不同的字符串只需要存储一次。
了解索引区
在"了解文件头"部分，我们说明了文件头实际上是两个指针，分别指向了第一条索引和最后一条索引的绝对偏移。如图8所示：
图8. 文件头指向索引区图示
实
在是很简单，不是吗？从文件头你就可以定位到索引区，然后你就可以开始搜索IP了！每条索引长度为7个字节，前4个字节是起始IP地址，后三个字节就指向
了IP记录。这里有些概念需要说明一下，什么是起始IP，那么有没有结束IP？ 假设有这么一条记录：166.111.0.0 -
166.111.255.255，那么166.111.0.0就是起始IP，166.111.255.255就是结束IP，结束IP就是IP记录中的那头
4个字节，这下你应该就清楚了吧。于是乎，每条索引配合一条记录，构成了一个IP范围，如果你要查找166.111.138.138所在的位置，你就会发
现166.111.138.138落在了166.111.0.0 - 166.111.255.255
这个范围内，那么你就可以顺着这条索引去读取国家和地区名了。那么我们给出一个最详细的图解吧：
图9. 文件详细结构
现
在一切都清楚了是不是？也许还有一点你不清楚，QQWry.dat的版本信息存在哪里呢？
答案是：最后一条IP记录实际上就是版本信息，最后一条记录显示出来就是这样：255.255.255.0 255.255.255.255 纯真网络
2004年6月25日IP数据。OK，到现在你应该全部清楚了。
PHP Demo 不记得demo出处了
<?php class IP { var $fh; //IP数据库文件句柄 var $first; //第一条索引 var $last; //最后一条索引 var $total; //索引总数 //构造函数 function __construct(){ $this->fh = fopen('./qqwry.dat', 'rb'); //qqwry.dat文件 $this->first = $this->getLong4(); $this->last = $this->getLong4(); $this->total = ($this->last - $this->first) / 7; //每条索引7字节 } //检查IP合法性 function checkIp($ip){ $arr = explode('.', $ip); if( count($arr) !=4 ){ return false; } else{ for( $i=0; $i<4; $i++){ if( $arr[$i] <'0' || $arr[$i] > '255' ) { return false; } } } return true; } function getLong4(){ //读取little-endian编码的4个字节转化为长整型数 $result = unpack('Vlong', fread($this->fh, 4)); return $result['long']; } function getLong3() { //读取little-endian编码的3个字节转化为长整型数 $result = unpack('Vlong', fread($this->fh, 3).chr(0)); return $result['long']; } //查询信息 function getInfo($data = "") { $char = fread($this->fh, 1); while( ord($char) != 0) { //国家地区信息以0结束 $data .= $char; $char = fread($this->fh, 1); } return $data; } //查询地区信息 function getArea() { $byte = fread($this->fh, 1); //标志字节 switch (ord($byte)) { case 0: $area = ''; break; //没有地区信息 case 1: //地区被重定向 fseek($this->fh, $this->getLong3()); $area = $this->getInfo(); break; case 2: //地区被重定向 fseek($this->fh, $this->getLong3()); $area = $this->getInfo(); break; default: $area = $this->getInfo($byte); break; //地区没有被重定向 } return $area; } function ip2addr($ip) { if( !$this->checkIp($ip) ){ return false; } $ip = pack('N', intval(ip2long($ip)) ); //二分查找 $l = 0; $r = $this->total; while($l <= $r) { $m = floor(($l + $r) / 2); //计算中间索引 fseek($this->fh, $this->first + $m * 7); $beginip = strrev(fread($this->fh, 4)); //中间索引的开始IP地址 fseek($this->fh, $this->getLong3()); $endip = strrev(fread($this->fh, 4)); //中间索引的结束IP地址 if( $ip < $beginip) { //用户的IP小于中间索引的开始IP地址时 $r = $m - 1; } else{ if( $ip > $endip) { //用户的IP大于中间索引的结束IP地址时 $l = $m + 1; } else{ //用户IP在中间索引的IP范围内时 $findip = $this->first + $m * 7; break; } } } //查询国家地区信息 fseek($this->fh, $findip); $location['beginip'] = long2ip($this->getLong4()); //用户IP所在范围的开始地址 $offset = $this->getlong3(); fseek($this->fh, $offset); $location['endip'] = long2ip($this->getLong4()); //用户IP所在范围的结束地址 $byte = fread($this->fh, 1); //标志字节 switch( ord($byte) ){ case 1: //国家和区域信息都被重定向 $countryOffset = $this->getLong3(); //重定向地址 fseek($this->fh, $countryOffset); $byte = fread($this->fh, 1); //标志字节 switch( ord($byte) ){ case 2: //国家信息被二次重定向 fseek($this->fh, $this->getLong3()); $location['country'] = $this->getInfo(); fseek($this->fh, $countryOffset + 4); $location['area'] = $this->getArea(); break; default: //国家信息没有被二次重定向 $location['country'] = $this->getInfo($byte); $location['area'] = $this->getArea(); break; } break; case 2: //国家信息被重定向 fseek($this->fh, $this->getLong3()); $location['country'] = $this->getInfo(); fseek($this->fh, $offset + 8); $location['area'] = $this->getArea(); break; default: //国家信息没有被重定向 $location['country'] = $this->getInfo($byte); $location['area'] = $this->getArea(); break; } //gb2312 to utf-8（去除无信息时显示的CZ88.NET） foreach ($location as $k => $v) { $location[$k] = str_replace('CZ88.NET', '', iconv('gb2312', 'utf-8', $v)); } return $location; } //析构函数 function __destruct() { fclose($this->fh); } } $ip = new IP(); $addr = $ip->ip2addr('113.247.15.120'); print_r($addr);
