基于Golang的IP地址信息查询服务

LatiaFaerbe 3年前
   <p>工作中经常会有通过IP匹配用户信息的需求,如确定用户所在的地区(国家/省份/城市)、运营商、时区、经纬度等等。前一阵有个Golang开发的项目也有这样的需求,于是简单实现了一个包,最近忙里偷闲又包了一个支持HTTP和GRPC方式调用的服务,并开源在GitHub上了。本文主要介绍IP地址信息查询的实现细节和使用方式。</p>    <p>首先交代一下GitHub地址:</p>    <ul>     <li>IpQuery Golang Package: <a href="/misc/goto?guid=4959732494962629126" rel="nofollow,noindex">https://github.com/tabalt/ipquery</a></li>     <li>IP地址信息查询服务: <a href="/misc/goto?guid=4959732495065171468" rel="nofollow,noindex">https://github.com/tabalt/ipqueryd</a></li>    </ul>    <p>欢迎大家在项目中使用(已通过N亿日PV服务的考验),有任何问题或建议,请提交Issue反馈或Fork到自己名下修改后提交Pull Request。</p>    <h3>IP数据文件</h3>    <p>IP数据文件存放IP地址段和数据信息的映射关系,是IP地址信息查询中最重要的部分,格式上要求可扩展,数据上则需要准确甚至精确。真正意义上完美的IP数据文件是不存在的,而要想让数据文件保持可用,需要定期对数据文件做维护更新。</p>    <p>数据格式</p>    <p>IP数据文件通常是纯文本形式的,映射关系按行存放,每行的各项之间用”\t”分隔,前面两列是IP段的起始和结束点转换成无符号32位整型的值(只考虑IPV4),后面的部分则是各项信息,可根据实际需要扩充;各行之间要求是按IP段从小到大升序排列的。示例格式如下:</p>    <pre>  <code class="language-go">1033224192 1033228287 北京 北京 朝阳 联通  1033228288 1033232383 北京 北京 海淀 联通  1033232384 1033233407 北京 北京 昌平 联通</code></pre>    <p>数据来源</p>    <p>IP信息数据主要有3个来源:</p>    <ul>     <li>具有一定规模的公司大都会自己维护一份IP库,如果你在这些公司工作,可以直接使用</li>     <li>网络上有一些免费的IP库(如纯真IP库)</li>     <li>购买商业的IP库(如IPIP.NET)</li>    </ul>    <p>此外也能通过一定的技术或人工手段自行获取维护IP信息数据库,但是成本会非常高。</p>    <h3>IP地址信息查询的原理</h3>    <p>有了数据文件,要实现信息查询并不难,简单方式是直接将数据文件加载到内存数组中,查找时将IP地址转换成无符号32位整型,然后用二分查找法查找整型所在的区间,找到后则返回对应的数据,没找到则返回失败。Golang中核心代码如下:</p>    <p>将IP地址字符串转成无符号32位整型:</p>    <pre>  <code class="language-go">func ip2Long(ip string) uint32 {   var long uint32   binary.Read(bytes.NewBuffer(net.ParseIP(ip).To4()), binary.BigEndian, &long)   return long  }</code></pre>    <p>主要结构体:</p>    <pre>  <code class="language-go">type IpRange struct {   Begin uint32   End   uint32   Data  []byte  }    type IpData []*IpRange</code></pre>    <p>二分查找:</p>    <pre>  <code class="language-go">func (id *IpData) getIpRange(ip string) (*IpRange, error) {   var low, high int = 0, (id.Length() - 1)     ipdt := *id   il := ip2Long(ip)   if il <= 0 {    return nil, ErrorIpRangeNotFound   }     for low <= high {    var middle int = (high-low)/2 + low      ir := ipdt[middle]      if il >= ir.Begin && il <= ir.End {     return ir, nil    } else if il < ir.Begin {     high = middle - 1    } else {     low = middle + 1    }   }     return nil, ErrorIpRangeNotFound  }</code></pre>    <h3>Golang ipquery包介绍</h3>    <p>ipquery包的用法</p>    <p>ipquery包(https://github.com/tabalt/ipquery/)用起来很简单,导入包后通过 ipquery.Load() 方法初始化加载IP数据文件,然后就可以使用 ipquery.Find() 方法来查询IP地址对应的信息了。示例代码如下:</p>    <pre>  <code class="language-go">package main    import (      "fmt"      "github.com/tabalt/ipquery"  )    func main() {      df := "testdata/test_10000.data"      err := ipquery.Load(df)      if err != nil {          fmt.Println(err)      }        ip := "61.149.208.1"      dt, err := ipquery.Find(ip)        if err != nil {          fmt.Println(err)      } else {          fmt.Println(ip, string(dt))      }  }</code></pre>    <p>如果你想在程序运行过程中安全地更新数据文件,请使用 ipquery.ReLoad() 方法; ipquery.Length() 则可以获取到加载到内存的数据总条数。</p>    <p>上面介绍的方法其实都是为了方便使用而包装的快捷方法,也可以直接使用 ipquery.NewIpData() 方法返回的IpData结构体获得更大的灵活性。如给IpData结构体的Load或ReLoad方法传入一个自定义的io.Reader可以从非文本文件的数据源初始化ipquery包。</p>    <p>ipquery包的压测结果</p>    <p>ipquery包提供了较完善的单元测试,克隆代码到GOPATH中后,进入$GOPATH/ipqeury目录,执行 go test 相关命令即可执行测试代码:</p>    <pre>  <code class="language-go">[tabalt@localhost ipquery] go test -v  === RUN   TestIpData_Load  --- PASS: TestIpData_Load (0.01s)  === RUN   TestIpData_Find  --- PASS: TestIpData_Find (0.01s)  === RUN   TestIpData_Parallel_Find  --- PASS: TestIpData_Parallel_Find (0.01s)  PASS  ok      ipquery 0.051s</code></pre>    <p>从压测结果上看ipquery包的性能是相当不错的,在一台2核4G CentOS 6.2 Golang 1.7.1虚拟机开发机上,初始化23M的数据文件平均耗时500ms左右,执行查找平均耗时0.012ms,具体数据如下:</p>    <pre>  <code class="language-go">[tabalt@localhost ipquery] go test -bench=.  BenchmarkIpData_Load-2                 3         452223279 ns/op        97439626 B/op    1780052 allocs/op  BenchmarkIpData_Find-2            100000             11472 ns/op            1118 B/op         21 allocs/op  PASS  ok      ipquery 33.488s  [tabalt@localhost ipquery] go test -bench=.  BenchmarkIpData_Load-2                 3         500309108 ns/op        97439621 B/op    1780052 allocs/op  BenchmarkIpData_Find-2            100000             11809 ns/op            1118 B/op         21 allocs/op  PASS  ok      ipquery 33.498s  [tabalt@localhost ipquery] go test -bench=.  BenchmarkIpData_Load-2                 3         436756760 ns/op        97439621 B/op    1780052 allocs/op  BenchmarkIpData_Find-2            100000             12574 ns/op            1118 B/op         21 allocs/op  PASS  ok      ipquery 34.510s</code></pre>    <h3>IP地址信息查询服务介绍</h3>    <p>如文章开头所说,这个项目基于ipquery包提供HTTP和GRPC接口,名字也就很俗的取为ipqueryd。个人习惯项目级的Go代码不放在全局的GOPATH里,而是使用shell脚本来动态修改GOPATH为项目目录后执行go命令,因此可以使用如下步骤运行本项目:</p>    <pre>  <code class="language-go">[tabalt@localhost ~] git clone https://github.com/tabalt/ipqueryd.git ~/$NOT_YOUR_GOPATH/  [tabalt@localhost ipqueryd] cd ~/$NOT_YOUR_GOPATH/ipqueryd  [tabalt@localhost ipqueryd] ./ctrl.sh run</code></pre>    <p>配置文件</p>    <p>项目中conf目录下有个ipqueryd.json的配置文件,可以配置PID文件、HTTP服务端口、GRPC服务端口、数据文件路径等内容,可以根据需求修改;服务端口可以只配其中一个也可以两个都配上。</p>    <pre>  <code class="language-go">{      "pid_file": "./tmp/ipqueryd.pid",      "http_server_port": ":12101",      "grpc_server_port": ":12102",      "data_file": "./data/ip_data.txt"  }  </code></pre>    <p>HTTP接口</p>    <p>HTTP接口支持返回JSON格式和JSONP格式的响应,下面使用命令行测试:</p>    <pre>  <code class="language-go">[tabalt@localhost ipqueryd] curl "http://127.0.0.1:12101/find?ip=1.1.8.1"  {"data":["广东省电信"]}    [tabalt@localhost ipqueryd] curl "http://127.0.0.1:12101/find?ip=1.1.8.1&_callback=showip"  showip({"data":["广东省电信"]});</code></pre>    <p>GRPC接口</p>    <p>GRPC接口需要使用以你熟悉的语言编写客户端,下面的代码是Golang中的简单使用:</p>    <pre>  <code class="language-go">package main    import (   "log"     "golang.org/x/net/context"   "google.golang.org/grpc"     "pb"  )    func main() {   conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:12102", grpc.WithInsecure())   if err != nil {    log.Fatalf("did not connect: %v", err)   }   defer conn.Close()     iqc := pb.NewIpQueryClient(conn)     ip := "1.1.8.1"     r, err := iqc.Find(context.Background(), &pb.IpFindRequest{Ip: ip})   if err != nil {    log.Fatalf("could not find: %v", err)   }   log.Printf("ip data: %s", r.Data)  }</code></pre>    <p>更多内容等你来发现和贡献!</p>    <p> </p>    <p>来自:http://tabalt.net/blog/ipquery-server-by-golang/</p>    <p> </p>