存储IP地址-varchar（45）与varbinary（16）

我要创建一个表有两个领域- ID作为BIGINT和IPAddress作为两种varchar(45)或varbinary(16)。想法是存储所有唯一的IP地址，并使用引用ID代替IP address其他表中的实际IP 。

通常，我将创建一个存储过程，该存储过程返回ID给定的IP address或（如果未找到地址）插入地址并返回生成的ID。

我期望有很多记录（我无法确切知道有多少条记录），但是我需要上面的存储过程尽快执行。因此，我想知道如何以文本或字节格式存储实际的IP地址。哪个会更好？

我已经编写SQL CLR了将IP地址字节转换为字符串和反向的函数，因此转换不是问题（使用IPv4和都可以IPv6）。

我想我需要创建一个索引来优化搜索，但是我不确定是否应该将该IP address字段包括在聚集索引中，还是要创建一个单独的索引，并且使用哪种类型的搜索会更快？

如何存储实际IP地址-以文本还是字节格式。哪个会更好？

由于“文本”在这里指的是VARCHAR(45)和“字节”指的是VARBINARY(16)，我会说：没有。

给出以下信息（来自Wikipedia上有关IPv6的文章）：

地址表示
IPv6地址的128位表示为8组，每组16位。每个组用4个十六进制数字表示，并且组之间用冒号（:)分隔。地址2001：0db8：0000：0000：0000：ff00：0042：8329是此表示的示例。

为方便起见，在可能的情况下，可以通过应用以下规则将IPv6地址缩写为较短的符号。

• 从任何十六进制数字组中删除一个或多个前导零；通常对所有前导零或不对前导零执行此操作。例如，组0042被转换为42。
• 连续的零部分将替换为双冒号（：:)。双冒号在一个地址中只能使用一次，因为多次使用会使地址不确定。RFC 5952建议不要使用双冒号来表示省略的零的单个部分。[41]

这些规则的应用示例：

        初始地址：2001：0db8：0000：0000：0000：ff00：0042：8329
        删除每个组中的所有前导零之后：2001：db8：0：0：0：ff00：42：8329
        省略连续的零部分之后：2001 ：db8 :: ff00：42：8329

我将从使用8个VARBINARY(2)字段代表8个组开始。第5-8组的字段应NULL为仅用于IPv6地址的字段。第1-4组的字段应NOT NULL为IPv4和IPv6地址。

通过使每个组独立（相对于将它们组合成一个VARCHAR(45)或一个VARBINARY(16)或什至两个BIGINT字段而言），您可以获得两个主要好处：

1. 将地址重构为任何特定表示形式要容易得多。否则，为了用（：:)替换连续的零组，您必须将其解析。让他们单独允许简单IF/ IIF/ CASE语句来促成。
2. 通过启用ROW COMPRESSION或，可以在IPv6地址上节省大量空间PAGE COMPRESSION。由于两种类型的COMPRESSION都允许0x00占用0字节的字段，因此所有这些零组现在都不会花费您任何费用。另一方面，如果从上方（在Wikipedia引用中）存储示例地址，则中间的3组全零将占用其全部空间（除非您使用VARCHAR(45)并使用了简化表示法，但这可能不适用于索引编制，并且需要特殊解析才能将其重构为完整格式，所以让我们假设这不是一个选项;-)。

如果您需要捕获网络，请TINYINT为该字段创建一个域，um，[Network]:-)

有关Network值的更多信息，以下是另一篇有关IPv6地址的Wikipedia文章中的信息：

网路

IPv6网络使用的地址块是IPv6地址的连续组，其大小为2的幂。地址的前导位集合对于给定网络中的所有主机都是相同的，称为网络的地址或路由前缀。

网络地址范围以CIDR表示法编写。网络由块中的第一个地址（全零结尾），斜杠（/）和十进制值表示，该值等于前缀的位大小。例如，写为2001：db8：1234 :: / 48的网络始于地址2001：db8：1234：0000：0000：0000：0000：0000并结束于2001：db8：1234：ffff：ffff：ffff：ffff ：ffff。

接口地址的路由前缀可以用CIDR表示法直接用该地址表示。例如，将地址2001：db8：a :: 123连接到子网2001：db8：a :: / 64的接口的配置写为2001：db8：a :: 123/64。

对于索引，我想说的是在8个“组”字段上创建一个非聚集索引，如果决定包括它，则可能在“网络”字段上创建一个非聚集索引。

最终结果应类似于以下内容：

CREATE TABLE [IPAddress]
(
  IPAddressID INT          NOT NULL IDENTITY(-2147483648, 1),
  Group8      VARBINARY(2) NULL, -- IPv6 only, NULL for IPv4
  Group7      VARBINARY(2) NULL, -- IPv6 only, NULL for IPv4
  Group6      VARBINARY(2) NULL, -- IPv6 only, NULL for IPv4
  Group5      VARBINARY(2) NULL, -- IPv6 only, NULL for IPv4
  Group4      VARBINARY(2) NOT NULL, -- both
  Group3      VARBINARY(2) NOT NULL, -- both
  Group2      VARBINARY(2) NOT NULL, -- both
  Group1      VARBINARY(2) NOT NULL, -- both
  Network     TINYINT      NULL
);

ALTER TABLE [IPAddress]
  ADD CONSTRAINT [PK_IPAddress]
  PRIMARY KEY CLUSTERED
  (IPAddressID ASC)
  WITH (FILLFACTOR = 100, DATA_COMPRESSION = PAGE);

CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_IPAddress_Groups]
  ON [IPAddress] (Group1 ASC, Group2 ASC, Group3 ASC, Group4 ASC,
         Group5 ASC, Group6 ASC, Group7 ASC, Group8 ASC, Network ASC)
  WITH (FILLFACTOR = 100, DATA_COMPRESSION = PAGE);

笔记：

• 我知道您打算使用BIGINTID字段，但是您真的希望捕获超过4,294,967,295个唯一值吗？如果是这样，则只需将字段更改为BIGINT，然后甚至可以将种子值更改为0。但是否则，最好使用INT并从最小值开始，以便可以使用该数据类型的整个范围。
• 如果需要，可以向该表中添加一个或多个“非持久计算列”以返回IPAddress的文本表示形式。
• 该集团*场被布置为有意要下来，从8比1，表中，这样做SELECT *会在预期的顺序返回的字段。但是索引使它们从1 上升到8，因为它们是这样填写的。

• 一个计算列以文本形式表示值的示例（未完成）是：

  ALTER TABLE [IPAddress]
    ADD TextAddress AS (
  IIF([Group8] IS NULL,
      -- IPv4
      CONCAT(CONVERT(TINYINT, [Group4]), '.', CONVERT(TINYINT, [Group3]), '.',
        CONVERT(TINYINT, [Group2]), '.', CONVERT(TINYINT, [Group1]),
        IIF([Network] IS NOT NULL, CONCAT('/', [Network]), '')),
      -- IPv6
      LOWER(CONCAT(
        CONVERT(VARCHAR(4), [Group8], 2), ':', CONVERT(VARCHAR(4), [Group7], 2), ':',
        CONVERT(VARCHAR(4), [Group6], 2), ':', CONVERT(VARCHAR(4), [Group5], 2), ':',
        CONVERT(VARCHAR(4), [Group4], 2), ':', CONVERT(VARCHAR(4), [Group3], 2), ':',
        CONVERT(VARCHAR(4), [Group2], 2), ':', CONVERT(VARCHAR(4), [Group1], 2),
        IIF([Network] IS NOT NULL, CONCAT('/', [Network]), '')
       ))
     ) -- end of IIF
  );

  测试：

  INSERT INTO IPAddress VALUES (127, 0, 0, 0, 4, 22, 222, 63, NULL); -- IPv6
  INSERT INTO IPAddress VALUES (27, 10, 1234, 0, 45673, 200, 1, 6363, 48); -- IPv6
  INSERT INTO IPAddress VALUES (NULL, NULL, NULL, NULL, 192, 168, 2, 63, NULL); -- v4
  INSERT INTO IPAddress VALUES (NULL, NULL, NULL, NULL, 192, 168, 137, 29, 16); -- v4
  
  SELECT [IPAddressID], [Group8], [Group1], [Network], [TextAddress]
  FROM IPAddress ORDER BY [IPAddressID];

  结果：

  IPAddressID   Group8   Group1   Network  TextAddress
  -----------   ------   ------   -------  ---------------------
  -2147483646   0x007F   0x003F   NULL     007f:0000:0000:0000:0004:0016:00de:003f
  -2147483645   0x001B   0x18DB   48       001b:000a:04d2:0000:b269:00c8:0001:18db/48
  -2147483644   NULL     0x003F   NULL     192.168.2.63
  -2147483643   NULL     0x001D   16       192.168.137.29/16

较小总是会更快。使用较小的值，您可以将更多的值放入一个页面中，从而减少IO，可能变浅的B树等。

当然，所有其他条件（翻译开销，可读性，兼容性，CPU负载，索引可保存性等）都是相等的。