MySQL的IP地址与数字互转原理


一、inet_aton与inet_ntoa

inet_aton是把ip地址转为数字的函数，记忆小技巧，inet表示网络相关，在c语言中a习惯性代表字符串，to就是转换的，n代表数字，aton就是字符串转数字，同理inet_ntoa是把数字转换为字符串IP。

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SELECT inet_aton('192.168.0.1') as ip2num,inet_ntoa(3232235521) as num2ip FROM DUAL;

ip数字互转

二、算法

假设IP地址为：a.b.c.d

那么对应的num为：

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a * 256^3 + b * 256^2 + c * 256^1 + d * 256^0
# 等价于
a * 2^24 + b * 2^16 + c * 2^8 + d

为什么这么转换呢？

因为ip地址本来就是4字节，每一个字节最大值就是255，所以完全可以使用一个4字节的无符号整型来存放。

2的幂运算就相当于移位运算，所以2^24就相当于向左移了24位，a一个字节最大11111111， 移位运算之后：

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11111111 00000000 00000000 00000000

同理，其他位也一样。

注意：必须是无符号整型，因为有符合的整型除了最高位符号位，只有31位，放不下

这样也方便还原，从数字到ip取对应字节转换为数字就可以了。

三、ip到数字实现

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public static long ipToNum(String ip) {
    String[] parts = ip.split("\.");
    assert parts.length == 4;
    Long num = 0L;
    for(int i=0;i<parts.length;i++){
        num += (Long.parseLong(parts[i]) << (24 - i * 8));
    }
    return num;
}

java因为没有无符号整型，所以使用long，下面给一个更加直观的实现。

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public static long ipToNum(String ip) {
    String[] parts = ip.split("\.");
    assert parts.length == 4;
    return (Long.parseLong(parts[0]) << 24) + (Long.parseLong(parts[1]) << 16) + (Long.parseLong(parts[2]) << 8) + Long.parseLong(parts[3]);
}

四、数字到ip实现

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public static String numToIP(long ipNum){
    String result = String.format("%d.%d.%d.%d", ipNum >>> 24, (ipNum & 0x00FFFFFF) >>> 16, (ipNum & 0x0000FFFF) >>> 8, ipNum & 0x000000FF);
    return result;
}

数字到ip需要注意的是，需要清除高位，因为低位在移位之后已经被丢弃了，所以不需要清除。

清除位利用的技巧是&运算中0与任何位进行&都为0。