如何在 MySQL 的单列中存储 128 位数字？

Posted 2023-02-24

【中文标题】如何在 MySQL 的单列中存储 128 位数字？

【英文标题】：How to store a 128 bit number in a single column in MySQL?

【发布时间】：2011-05-25 14:12:20

【问题描述】：

我正在更改一些表格以将 IP 地址存储为数字而不是字符串。这对于 IPv4 很简单，其中 32 位地址可以放入整数列中。但是，IPv6 地址是 128 位的。

mysql documentation 仅显示最多 64 位（“bigint”）的数字类型。

对于 IPv6，我应该坚持使用 char/varchar 吗？ （理想情况下，我希望对 IPv4 和 IPv6 使用同一列，所以我不想这样做）。

还有什么比使用两个 bigint 列更好的吗？我宁愿在使用地址时不必将值分成上下 /64。

我正在使用 MariaDB 5.1 - 如果在更高版本的 MySQL 中有更好的解决方案，那么很高兴知道，尽管不是立即有用。

[EDIT]请注意，我正在寻求最佳方法的推荐 - 显然有多种方法可以做到这一点（包括现有的字符串表示），但哪个（就性能而言）最好？ （即，如果有人已经完成了分析，那将节省我的时间，或者如果我遗漏了一些明显的东西，那也很高兴知道）。

【问题讨论】：

Size for storing IPv4, IPv6 addresses as a string 或 How to store IPv6-compatible address in a relational database 的可能重复项

***.com/questions/3455320/… 的答案之一在这里是相关的，但问题根本不是问同样的事情（实际上是相反的问题）。 ***.com/questions/420680/… 但是看起来确实是同一个问题。谢谢你-我确实搜索过，但没有找到。我不反对将其作为欺骗而关闭。

我真的先搜索了，老实说！但这也是***.com/questions/1120371/… 的欺骗。

我正在做一些基准测试来解决这个问题，因为似乎没有任何明确的通用答案。到目前为止，任何存储方法之间的性能差异似乎都非常小（尽管我的基准测试中可能有错误......）。完成后我会更新结果。

在处理 IPv6 时，我总是只存储和使用前缀，即前 64 位，因为后缀经常更改并且可以随意更改。

【参考方案1】：

我发现自己在问这个问题，并且从我阅读的所有帖子中都没有发现任何性能比较。所以这是我的尝试。

我创建了以下表格，其中填充了来自 100 个随机网络的 2,000,000 个随机 IP 地址。

CREATE TABLE ipv6_address_binary (
    id SERIAL NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    addr BINARY(16) NOT NULL UNIQUE
);

CREATE TABLE ipv6_address_twobigints (
    id SERIAL NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    haddr BIGINT UNSIGNED NOT NULL,
    laddr BIGINT UNSIGNED NOT NULL,
    UNIQUE uidx (haddr, laddr)
);

CREATE TABLE ipv6_address_decimal (
    id SERIAL NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    addr DECIMAL(39,0) NOT NULL UNIQUE
);

然后我选择每个网络的所有 ip 地址并记录响应时间。 twobigints 表的平均响应时间约为 1 秒，而二进制表的平均响应时间约为百分之一秒。

这里是查询。

注意：

X_[HIGH/LOW] 是 X 的最高/最低有效 64 位

当 NETMASK_LOW 为 0 时，AND 条件被省略，因为它总是产生 true。对性能影响不大。

SELECT COUNT(*) FROM ipv6_address_twobigints
WHERE haddr & NETMASK_HIGH = NETWORK_HIGH
AND laddr & NETMASK_LOW = NETWORK_LOW

SELECT COUNT(*) FROM ipv6_address_binary
WHERE addr >= NETWORK
AND addr <= BROADCAST

SELECT COUNT(*) FROM ipv6_address_decimal
WHERE addr >= NETWORK
AND addr <= BROADCAST

平均响应时间：

图表：

BINARY_InnoDB  0.0119529819489
BINARY_MyISAM  0.0139244818687
DECIMAL_InnoDB 0.017379629612
DECIMAL_MyISAM 0.0179929423332
BIGINT_InnoDB  0.782350552082
BIGINT_MyISAM  1.07809265852

【讨论】：

好帖子！做范围比较之类的事情会很有趣，因为这似乎是将地址存储为数字的主要用例。

【参考方案2】：

我一直使用一个字符串或两个 64 位整数。前者是我只想记录的情况，后者是我需要计算某个地址是否包含在某个网络中，甚至两个网络是否重叠的情况。

当将其存储为整数时，唯一的选择确实是将其拆分为两个 64 位数字。由于这使比较变得更加麻烦，除非您需要数值计算，以查看 IP 是否属于某个网络，否则我不会这样做。

我不会太担心将 IPv6 地址存储在字符串中的性能 - 取决于您对数据执行的查找次数。通常，数据很少，或者数据很少。是的，存储和查找的效率不如数字，但并不比存储电子邮件地址、人名或用户名更痛苦。

为什么不能在字符串字段中混合使用 IPv4 和 IPv6？检索时很容易区分它们。它们的可能值范围不重叠。

简而言之：使用数字检查重叠，在其他地方使用字符串。与易用性相比，字符串的低效无关紧要。

【参考方案3】：

引用：“你考虑过二进制 (64)”

Storing very large integers in MySQL

【讨论】：

你有关于二进制（64）与两个大整数或小数的效率的任何信息吗？我可以很容易地看到几种存储数据的方法，但我想知道哪种方法是最好的。

我会说“最佳”方式很大程度上取决于您在存储之前和读回之后如何处理这些数字。例如，为了代码的有用性，而不是这一切都是痛苦的。既然您提到了性能，如果您期望速度很快，字符串转换可能会很慢......但仍然比从数据库读取快一个数量级（或两个）。

注意——128位是“二进制（16）”——你用字节表示大小。