纯真IP数据库查询的C语言实现.doc

纯真IP数据库查询的C语言实现
前段时间对天朝的国际网络出口感兴趣，于是拿个tracert命令跟踪了各种国外IP的路由， 试图找出国际出口都分布在哪几个城市。可是tracert命令返回来的是IP地址，要知道这些路由器在什么地理位置还得上ip138一个个地输入查询。查了一大串IP地址后感觉颇为费劲，要是有一个可以显示地址位置的tracert命令多好…
于是又想写程序了。考虑了一下把程序分为两大块：传统tracert部分和IP地址解析部分。前一部分网上应该有很多现成的代码，懒得自己实现了，重点当然放在IP地址与地理地址的转换上。思路有两条，其一又是偷懒的办法：查一下ip138等IP查询网的URL接口，直接上网查询；另外一个就是找个IP数据库，通过查询本地数据库来解析IP地址。最后还是选择了用数据库的办法，毕竟数据在本地比在网上靠谱得多。
百度了一下，顺利找到了一个“纯真IP数据库”，顺便还找到了一篇《纯真IP数据库格式详解》。这篇文章是一个开发Linux平台QQ的作者写的，里面详细说明了该数据的结构并附了一段读取数据库内容的代码。遗憾的是附的代码是用Java写的，无奈不会Java，只好看文档琢磨数据库的格式。
该数据库是一个二进制文件，总体分为文件头、记录区和索引区三个部分。
文件头只有8个字节，其中低4字节是索引区头部的绝对偏移量，高4字节是最后一条索引的绝对偏移量。
有了文件头就可以顺着文件头的指向找到索引区，索引区是以7字节为单位的索引构成的，每个索引的头4个字节被查询段的起始IP地址，然后是3个字节的文件绝对偏移量，指向记录区。索引区的每个索引都按起始IP的大小由小到大排列。
记录区情况复杂了一些，为了节省存储空间，压缩文件体积，这个数据库使用了一种重定向的记录方式，即真正的存有地理地址的字符串可能只保存在一个记录中，其它记录通过某种方式指向这个字符串。一个基本的记录是如下格式：[IP地址][国家记录][地区记录]，称为三节，其中第一节IP地址的查询段中的结束IP地址，4字节，国家记录和地区记录均为以0结束的字符串。关于重定向，如果国家记录的第一个字节值是0x1说明其后的国家记录和地区记录都被重定向了，重定向的地址是紧随其后的一个3字节偏移地址；如果国家记录或地区记录的第一个字节值是0x2，则说明该节被重定向，重定向地址是紧随其后的一个3字节偏移地址。
与文件格式相关的问题也不多说，具体可以参照Luma的原文：http://lumaqq.linuxsir.org/article/qqwry_format_detail.html
下面是C语言实现数据库查询的源代码
typedef struct tagLOCATION
{
char national[256];
char regional[256];
} LOCATION;

/****** IP字符串转整数 ******/
DWORD getIntIP(const char *IP)
{
DWORD dat[4];
sscanf(IP,"%u.%u.%u.%u",dat,dat+1,dat+2,dat+3);
return dat[0]*16777216+dat[1]*65536+dat[2]*256+dat[3];
}

/****** 返回地理地址的函数 ******/
int getIPLocation(LOCATION *location,const char *IPAddress,const char *dbName)
{
DWORD ip=getIntIP(IPAddress);
DWORD datStart,datEnd,pDat;
FILE *fp;
if((fp=fopen(dbName,"rb"))==NULL)
{
printf("Open database error!\n");
return 1;
}
fread(&datStart,sizeof(DWORD),1,fp);
fread(&datEnd,sizeof(DWORD),1,fp);
//fseek(fp,4+findRecord(datStart,datEnd,ip,fp),0);
pDat=4+findRecord(datStart,datEnd,ip,fp);
getInfMode1(fp,pDat,location->national,location->regional);
fclose(fp);
return 0;
}

/****** 定位记录函数 ******/
DWORD findRecord(DWORD datStart,DWORD datEnd,DWORD ip,FILE *fp)
{
DWORD p=datStart+(datEnd-datStart)/7/2*7;
DWORD ipStartTmp,ipEndTmp,target;
int goon=1;

/*二分法查找，晖哥上课讲的终于派上用场了*/
do
{
target=0;
fseek(fp,p,0);
fread(&ipStartTmp,4,1,fp);
fread(&target,3,1,fp);
fseek(fp,target,0);
fread(&ipEndTmp,4,1,fp);
if(ip>=ipStartTmp && ip<= ipEndTmp)
goon=0;
else
{
if(ip<ipStartTmp)
datEnd=p;
else if(ip>ipEndTmp)
datStart=p;
p=datStart+(datEnd-datStart)/7/2*7;
}
}while(goon);
return target;
}

/****** 重定向模式1 ******/
void getInfMode1(FILE *fp,DWORD pnt,char *national,char *regional)
{
char chTmp;
DWORD target=0;
fseek(fp,pnt,0);
fread(&chTmp,1,1,fp);
if(chTmp==1) /*重定向*/
{
fread(&target,3,1,fp);
getInfMode1(fp,target,national,regional); /*递归了*/
}
else if(chTmp==2)
{
fread(&target,3,1,fp);
getInfMode2(fp,target,national);
getInfMode2(fp,pnt+4,regional);
}
else
{
pnt=getInfMode2(fp,pnt,national);
getInfMode2(fp,pnt,regional);
}
}

DWORD getInfMode2(FILE *fp,DWORD pnt,char *result)
{
char chTmp;
DWORD target=0;
DWORD i;
fseek(fp,pnt,0);
fread(&chTmp,1,1,fp);
if(chTmp==1||chTmp==2) /*重定向*/
{
fread(&target,3,1,fp);
getInfMode2(fp,target,result); /*递归*/
}
else
{
i=1;
result[0]=chTmp;
while(fread(&chTmp,1,1,fp),((result[i++]=chTmp)!='\0'));
}
return i;
}