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python IP地址转整数
简介背景今天有人问我 “为什么数据库中有人推荐使用 int 类型来保存 IP 地址？”。现在(2020年)来看这个东西已经有点过时了，一方面是磁盘空间不在那么贵，另一方面是 IPv6 与这条法则不兼容。下面我们就来看一下把 IPv4 地址转换成整数的原理和收益各是什么。转换的原理一个 IPv4
背景
今天有人问我 “为什么数据库中有人推荐使用 int 类型来保存 IP 地址？”。现在(2020年)来看这个东西已经有点过时了，一方面是磁盘空间不在那么贵，另一方面是 IPv6 与这条法则不兼容。
下面我们就来看一下把 IPv4 地址转换成整数的原理和收益各是什么。
转换的原理
一个 IPv4 类的地址共分为四个部分 0.0.0.0 然而每一个部分的取值范围都在 0 ~ 255；也就是说每一个部分都可以用一个字节来保存，总共写个字节就够了，4 个字节不就是 int 吗？
第一步 把 IP 地址的各个部分转换为一个字节，并拼接它们，那么会得到一个 4 字节的串。
import struct
def aton(ip_address: str) -> bytes:
result = []
for i in ip_address.split('.'):
result.append(struct.pack("!B", int(i)))
return b''.join(result)
第二步 把字节串转换成整数。
In [2]: aton("127.0.0.1")
Out[2]: b'\x7f\x00\x00\x01'
In [3]: int.from_bytes(b'\x7f\x00\x00\x01','big')
Out[3]: 2130706433
这样我们就把 IPv4 地址转换成了一个整数，完整的代码如下。
import struct
def aton(ip_address: str) -> bytes:
result = []
for i in ip_address.split('.'):
result.append(struct.pack("!B", int(i)))
return b''.join(result)
if __name__ == "__main__":
bts = aton("127.0.0.1")
print(int.from_bytes(bts, 'big'))
运行效果如下。
python3 main.py 2130706433
转换的收益与限制
如果不做转换可以使用 varchar 来保存 IPv4 地址，这样的话需要 15 (3*4 + 3) 个字节才行；如果转换一下只需要 4 个字节就行了，节约了磁盘空间，可能会多用点 cpu 时间。
今天来说 IPv6 已经是主流，它的长度直接从之前的 4 字节直接涨到了 16 字节；int 不再能满足需求，为了可以统一处理这两种类型的 IP 现在推荐使用 varchar 来保存。
inet_aton 与 inet_ntoa
这一对 IP 是 IPv4 时代的转换函数，目前来看已经过时。
1、inet_aton IP 转数字。
In [4]: socket.inet_aton("127.0.0.1")
Out[4]: b'\x7f\x00\x00\x01'
2、inet_ntoa 数字转 IP。
In [5]: socket.inet_ntoa(b'\x7f\x00\x00\x01') Out[5]: '127.0.0.1'
inet_pton 与 inet_ntop
这是一对新的 API ，这对 API 兼容了 IPv4 和 IPv6 。
In [6]: socket.inet_pton(socket.AF_INET6,"5aef:2b::8") Out[6]: b'Z\xef\x00+\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x08' In [7]: socket.inet_ntop(socket.AF_INET6,b'Z\xef\x00+\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x08') Out[7]: '5aef:2b::8' In [8]: socket.inet_pton(socket.AF_INET,"127.0.0.1") Out[8]: b'\x7f\x00\x00\x01' In [9]: socket.inet_ntop(socket.AF_INET,b'\x7f\x00\x00\x01') Out[9]: '127.0.0.1'
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