Terry.Li-彬

摘要
网络上的IP数据库以纯真版的最为流行，LumaQQ也采用了纯真版IP数据库做为IP查询功能的基础。不过关于其格式的文档却非常之少，后来终于在网上 找到了一份文档，得以了解其内幕，不过那份文档寥寥数语，也是颇为耐心才读明白。在这里我重写一份，以此做为LumaQQ开发者文档的一部分，我想还是必 要的。本文详细介绍了纯真IP数据库的格式，并且给出了一些Demo以供参考。

Luma, 清华大学
修改日期： 2005/01/14

Note: 在此感谢纯真IP数据库作者金狐和那唯一一份文档的作者。

修改历史:
2005-01-14 修改了原来一些表达不清和错误的地方

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自从有了IP数据库这种东西，QQ外挂的显示IP功能也随之而生，本人见识颇窄，是否还有其他应用不得而知，不过，IP数据库确实是个不错的东西。 如今网络上最流行的IP数据库我想应该是纯真版的（说错了也不要扁我），迄今为止其IP记录条数已经接近30000，对于有些IP甚至能精确到楼层，不亦 快哉。2004年4、5月间，正逢LumaQQ破土动工，为了加上这个人人都喜欢，但是好像人人都不知道为什么喜欢的显IP功能，我也采用了纯真版IP数 据库，它的优点是记录多，查询速度快，它只用一个文件QQWry.dat就包含了所有记录，方便嵌入到其他程序中，也方便升级。

基本结构

QQWry.dat文件在结构上分为3块：文件头，记录区，索引区。一般我们要查找IP时，先在索引区查找记录偏移，然后再到记录区读出信息。由于 记录区的记录是不定长的，所以直接在记录区中搜索是不可能的。由于记录数比较多，如果我们遍历索引区也会是有点慢的，一般来说，我们可以用二分查找法搜索 索引区，其速度比遍历索引区快若干数量级。图1是QQWry.dat的文件结构图。

图1. QQWry.dat文件结构

要注意的是，QQWry.dat里面全部采用了little-endian字节序

一. 了解文件头

QQWry.dat的文件头只有8个字节，其结构非常简单，首四个字节是第一条索引的绝对偏移，后四个字节是最后一条索引的绝对偏移。

二. 了解记录区

每条IP记录都由国家和地区名组成，国家地区在这里并不是太确切，因为可能会查出来“清华大学计算机系”之类的，这里清华大学就成了国家名了，所以 这个国家地区名和IP数据库制作的时候有关系。所以记录的格式有点像QName，有一个全局部分和局部部分组成，我们这里还是沿用国家名和地区名的说法。

于是我们想象着一条记录的格式应该是: [IP地址][国家名][地区名]，当然，这个没有什么问题，但是这只是最简单的情况。很显然，国家名和地区名可能会有很多的重复，如果每条记录都保存一 个完整的名称拷贝是非常不理想的，所以我们就需要重定向以节省空间。所以为了得到一个国家名或者地区名，我们就有了两个可能：第一就是直接的字符串表示的 国家名，第二就是一个4字节的结构，第一个字节表明了重定向的模式，后面3个字节是国家名或者地区名的实际偏移位置。对于国家名来说，情况还可能更复杂 些，因为这样的重定向最多可能有两次。

那么什么是重定向模式？根据上面所说，一条记录的格式是[IP地址][国家记录][地区记录]，如果国家记录是重定向的话，那么地区记录是有可能没有的，于是就有了两种情况，我管他叫做模式1和模式2。我们对这些格式的情况举图说明：

图2. IP记录的最简单形式

图2表示了最简单的IP记录格式，我想没有什么可以解释的

图3. 重定向模式1

图3演示了重定向模式1的情况。我们看到在模式1的情况下，地区记录也跟着国家记录走了，在IP地址之后只剩下了国家记录的4字节，后面3个字节构成了一个指针，指向了实际的国家名，然后又跟着地址名。模式1的标识字节是0x01。

图4. 重定向模式2

图4演示了重定向模式2的情况。我们看到了在模式2的情况下（其标识字节是0x02），地区记录没有跟着国家记录走，因此在国家记录之后4个字节之 后还是有地区记录。我想你已经明白了模式1和模式2的区别，即：模式1的国家记录后面不会再有地区记录，模式2的国家记录后会有地区记录。下面我们来看一 下更复杂的情况。

图5. 混和情况1

图5演示了当国家记录为模式1的时候可能出现的更复杂情况，在这种情况下，重定向指向的位置仍然是个重定向，不过第二次重定向为模式2。大家不用担 心，没有模式3了，这个重定向也最多只有两次，并且如果发生了第二次重定向，则其一定为模式2，而且这种情况只会发生在国家记录上，对于地区记录，模式1 和模式2是一样的，地区记录也不会发生2次重定向。不过，这个图还可以更复杂，如图7：

图6. 混和情况2

图6是模式1下最复杂的混和情况，不过我想应该也很好理解，只不过地区记录也来重定向而已，有一点我要提醒你，如果重定向的地址是0，则表示未知的地区名。

所以我们总结如下：一条IP记录由[IP地址][国家记录][地区记录]组成，对于国家记录，可以有三种表示方式：字符串形式，重定向模式1和重定 向模式2。对于地区记录，可以有两种表示方式：字符串形式和重定向，另外有一条规则：重定向模式1的国家记录后不能跟地区记录。按照这个总结，在这些方式 中合理组合，就构成了IP记录的所有可能情况。

设计的理由

在我们继续去了解索引区的结构之前，我们先来了解一下为何记录区的结构要如此设计。我想你可能想到了答案：字符串重用。没错，在这种结构下，对于一 个国家名和地区名，我只需要保存其一次就可以了。我们举例说明，为了表示方便，我们用小写字母代表IP记录，C表示国家名，A表示地区名：

1. 有两条记录a(C1, A1), b(C2, A2)，如果C1 = C2, A1 = A2，那么我们就可以使用图3显示的结构来实现重用
2. 有三条记录a(C1, A1), b(C2, A2), c(C3, A3)，如果C1 = C2, A2 = A3，现在我们想存储记录b，那么我们可以用图6的结构来实现重用
3. 有两条记录a(C1, A1), b(C2, A2)，如果C1 = C2，现在我们想存储记录b，那么我们可以采用模式2表示C2，用字符串表示A2

你可以举出更多的情况，你也会发现在这种结构下，不同的字符串只需要存储一次。

了解索引区

在"了解文件头"部分，我们说明了文件头实际上是两个指针，分别指向了第一条索引和最后一条索引的绝对偏移。如图8所示：

图8. 文件头指向索引区图示

实在是很简单，不是吗？从文件头你就可以定位到索引区，然后你就可以开始搜索IP了！每条索引长度为7个字节，前4个字节是起始IP地址，后三个字 节就指向了IP记录。这里有些概念需要说明一下，什么是起始IP，那么有没有结束IP？ 假设有这么一条记录：166.111.0.0 - 166.111.255.255，那么166.111.0.0就是起始IP，166.111.255.255就是结束IP，结束IP就是IP记录中的那头 4个字节，这下你应该就清楚了吧。于是乎，每条索引配合一条记录，构成了一个IP范围，如果你要查找166.111.138.138所在的位置，你就会发 现166.111.138.138落在了166.111.0.0 - 166.111.255.255 这个范围内，那么你就可以顺着这条索引去读取国家和地区名了。那么我们给出一个最详细的图解吧：

图9. 文件详细结构

现在一切都清楚了是不是？也许还有一点你不清楚，QQWry.dat的版本信息存在哪里呢？ 答案是：最后一条IP记录实际上就是版本信息，最后一条记录显示出来就是这样：255.255.255.0 255.255.255.255 纯真网络 2004年6月25日IP数据。OK，到现在你应该全部清楚了。

Demo

下一步：我给出一个读取IP记录的程序片断，此片断摘录自LumaQQ源文件edu.tsinghua.lumaqq.IPSeeker.java，如果你有兴趣，可以下载源代码详细看看。

	/**
	 * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
	 * @param offset 国家记录的起始偏移
	 * @return IPLocation对象
	 */
	private IPLocation getIPLocation(long offset) {
		try {
			// 跳过4字节ip
			ipFile.seek(offset + 4);
			// 读取第一个字节判断是否标志字节
			byte b = ipFile.readByte();
			if(b == REDIRECT_MODE_1) {
				// 读取国家偏移
				long countryOffset = readLong3();
				// 跳转至偏移处
				ipFile.seek(countryOffset);
				// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
				b = ipFile.readByte();
				if(b == REDIRECT_MODE_2) {
					loc.country = readString(readLong3());
					ipFile.seek(countryOffset + 4);
				} else
					loc.country = readString(countryOffset);
				// 读取地区标志
				loc.area = readArea(ipFile.getFilePointer());
			} else if(b == REDIRECT_MODE_2) {
				loc.country = readString(readLong3());
				loc.area = readArea(offset + 8);
			} else {
				loc.country = readString(ipFile.getFilePointer() - 1);
				loc.area = readArea(ipFile.getFilePointer());
			}
			return loc;
		} catch (IOException e) {
			return null;
		}
	}	

	/**
	 * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
	 * @param offset 地区记录的起始偏移
	 * @return 地区名字符串
	 * @throws IOException 地区名字符串
	 */
	private String readArea(long offset) throws IOException {
		ipFile.seek(offset);
		byte b = ipFile.readByte();
		if(b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
			long areaOffset = readLong3(offset + 1);
			if(areaOffset == 0)
				return LumaQQ.getString("unknown.area");
			else
				return readString(areaOffset);
		} else
			return readString(offset);
	}

	/**
	 * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法
	 * 用了这么一个函数来做转换
	 * @param offset 整数的起始偏移
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong3(long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}	

	/**
	 * 从当前位置读取3个字节转换成long
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong3() {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
	 * @param offset 字符串起始偏移
	 * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
	 */
	private String readString(long offset) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			int i;
			for(i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte());
			if(i != 0) 
			    return Utils.getString(buf, 0, i, "GBK");
		} catch (IOException e) {			
		    log.error(e.getMessage());
		}
		return "";
	}

代码并不复杂，getIPLocation是主要方法，它检查国家记录格式，并针对字符串形式，模式1，模式2采用不同的代码，readArea则相对简单，因为只有字符串和重定向两种情况需要处理。

总结

纯真IP数据库的结构使得查找IP简单迅速，不过你想要编辑它却是比较麻烦的，我想应该需要专门的工具来生成QQWry.dat文件，由于其文件格式的限制，你要直接添加IP记录就不容易了。不过，能查到IP已经很开心了，希望纯真记录越来越多～。

解析的主类

package com.showtime.IPparse;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import com.showtime.util.LogFactory;
import org.apache.log4j.Level;

public class IPSeeker {
	//纯真IP数据库名
	private String IP_FILE="QQWry.Dat";
	//保存的文件夹
	private String INSTALL_DIR="f:/qqwry";
	
	
	// 一些固定常量，比如记录长度等等
	private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
	private static final byte REDIRECT_MODE_1 = 0x01;
	private static final byte REDIRECT_MODE_2 = 0x02;
	
	// 用来做为cache，查询一个ip时首先查看cache，以减少不必要的重复查找
	private Map<String, IPLocation> ipCache;
	// 随机文件访问类
	private RandomAccessFile ipFile;
	// 内存映射文件
	private MappedByteBuffer mbb;
	// 起始地区的开始和结束的绝对偏移
	private long ipBegin, ipEnd;
	// 为提高效率而采用的临时变量
	private IPLocation loc;
	private byte[] buf;
	private byte[] b4;
	private byte[] b3;
	
	public IPSeeker(String fileName,String dir)  {
		this.INSTALL_DIR=dir;
		this.IP_FILE=fileName;
		ipCache = new HashMap<String, IPLocation>();
		loc = new IPLocation();
		buf = new byte[100];
		b4 = new byte[4];
		b3 = new byte[3];
		try {
			ipFile = new RandomAccessFile(IP_FILE, "r");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			// 如果找不到这个文件，再尝试再当前目录下搜索，这次全部改用小写文件名
			//     因为有些系统可能区分大小写导致找不到ip地址信息文件
			String filename = new File(IP_FILE).getName().toLowerCase();
			File[] files = new File(INSTALL_DIR).listFiles();
			for(int i = 0; i < files.length; i++) {
				if(files[i].isFile()) {
					if(files[i].getName().toLowerCase().equals(filename)) {
						try {
							ipFile = new RandomAccessFile(files[i], "r");
						} catch (FileNotFoundException e1) {
							LogFactory.log("IP地址信息文件没有找到，IP显示功能将无法使用",Level.ERROR,e1);
							ipFile = null;
						}
						break;
					}
				}
			}
		} 
		// 如果打开文件成功，读取文件头信息
		if(ipFile != null) {
			try {
				ipBegin = readLong4(0);
				ipEnd = readLong4(4);
				if(ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
					ipFile.close();
					ipFile = null;
				}			
			} catch (IOException e) {
				LogFactory.log("IP地址信息文件格式有错误，IP显示功能将无法使用",Level.ERROR,e);
				ipFile = null;
			}			
		}
	}
	
	
	/**
	 * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录
	 * @param s 地点子串
	 * @return 包含IPEntry类型的List
	 */
	public List getIPEntriesDebug(String s) {
	    List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
	    long endOffset = ipEnd + 4;
	    for(long offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
	        // 读取结束IP偏移
	        long temp = readLong3(offset);
	        // 如果temp不等于-1，读取IP的地点信息
	        if(temp != -1) {
	            IPLocation ipLoc = getIPLocation(temp);
	            // 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
	            if(ipLoc.getCountry().indexOf(s) != -1 || ipLoc.getArea().indexOf(s) != -1) {
	                IPEntry entry = new IPEntry();
	                entry.country = ipLoc.getCountry();
	                entry.area = ipLoc.getArea();
	                // 得到起始IP
	    	        readIP(offset - 4, b4);
	                entry.beginIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);
	                // 得到结束IP
	                readIP(temp, b4);
	                entry.endIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);
	                // 添加该记录
	                ret.add(entry);
	            }
	        }
	    }
	    return ret;
	}
	
	public IPLocation getIPLocation(String ip){
		IPLocation location=new IPLocation();
		location.setArea(this.getArea(ip));
		location.setCountry(this.getCountry(ip));
		return location;
	}
	
	/**
	 * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录
	 * @param s 地点子串
	 * @return 包含IPEntry类型的List
	 */
	public List<IPEntry> getIPEntries(String s) {
	    List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
	    try {
	        // 映射IP信息文件到内存中
	        if(mbb == null) {
			    FileChannel fc = ipFile.getChannel();
	            mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, ipFile.length());
	            mbb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);	            
	        }
            
		    int endOffset = (int)ipEnd;
            for(int offset = (int)ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
                int temp = readInt3(offset);
                if(temp != -1) {
    	            IPLocation ipLoc = getIPLocation(temp);
    	            // 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
    	            if(ipLoc.getCountry().indexOf(s) != -1 || ipLoc.getArea().indexOf(s) != -1) {
    	                IPEntry entry = new IPEntry();
    	                entry.country = ipLoc.getCountry();
    	                entry.area = ipLoc.getArea();
    	                // 得到起始IP
    	    	        readIP(offset - 4, b4);
    	                entry.beginIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);
    	                // 得到结束IP
    	                readIP(temp, b4);
    	                entry.endIp = Util.getIpStringFromBytes(b4);
    	                // 添加该记录
    	                ret.add(entry);
    	            }
                }
            }           
        } catch (IOException e) {
            LogFactory.log("",Level.ERROR,e);
        }
        return ret;
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的offset位置开始的3个字节读取一个int
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private int readInt3(int offset) {
	    mbb.position(offset);
	    return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int
	 * @return
	 */
	private int readInt3() {
	    return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}
	
	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * @param ip ip的字节数组形式
	 * @return 国家名字符串
	 */
	public String getCountry(byte[] ip) {
		// 检查ip地址文件是否正常
		if(ipFile == null) 
			return Message.bad_ip_file;
		// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
		String ipStr = Util.getIpStringFromBytes(ip);
		// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
		if(ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);
			return ipLoc.getCountry();
		} else {
			IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, ipLoc.getCopy());
			return ipLoc.getCountry();
		}
	}
	
	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * @param ip IP的字符串形式
	 * @return 国家名字符串
	 */
	public String getCountry(String ip) {
	    return getCountry(Util.getIpByteArrayFromString(ip));
	}
	
	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * @param ip ip的字节数组形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public String getArea(byte[] ip) {
		// 检查ip地址文件是否正常
		if(ipFile == null) 
			return Message.bad_ip_file;
		// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
		String ipStr = Util.getIpStringFromBytes(ip);
		// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
		if(ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);
			return ipLoc.getArea();
		} else {
			IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, ipLoc.getCopy());
			return ipLoc.getArea();
		}
	}
	
	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * @param ip IP的字符串形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public String getArea(String ip) {
	    return getArea(Util.getIpByteArrayFromString(ip));
	}
	
	/**
	 * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
	 * @param ip 要查询的IP
	 * @return IPLocation结构
	 */
	private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
		IPLocation info = null;
		long offset = locateIP(ip);
		if(offset != -1)
			info = getIPLocation(offset);
		if(info == null) {
			info = new IPLocation();
			info.setCountry (  Message.unknown_country);
			info.setArea(Message.unknown_area);
		}
		return info;
	}	

	/**
	 * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法
	 * 用了这么一个函数来做转换
	 * @param offset
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong4(long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法
	 * 用了这么一个函数来做转换
	 * @param offset 整数的起始偏移
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong3(long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}	
	
	/**
	 * 从当前位置读取3个字节转换成long
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong3() {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}
  
	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是
	 * 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(long offset, byte[] ip) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(ip);
			byte temp = ip[0];
			ip[0] = ip[3];
			ip[3] = temp;
			temp = ip[1];
			ip[1] = ip[2];
			ip[2] = temp;
		} catch (IOException e) {
		    LogFactory.log("",Level.ERROR,e);
		}
	}
	
	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是
	 * 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(int offset, byte[] ip) {
	    mbb.position(offset);
	    mbb.get(ip);
		byte temp = ip[0];
		ip[0] = ip[3];
		ip[3] = temp;
		temp = ip[1];
		ip[1] = ip[2];
		ip[2] = temp;
	}
	
	/**
	 * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
	 * @param ip 要查询的IP
	 * @param beginIp 和被查询IP相比较的IP
	 * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
	 */
	private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
		for(int i = 0; i < 4; i++) {
			int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
			if(r != 0)
				return r;
		}
		return 0;
	}
	
	/**
	 * 把两个byte当作无符号数进行比较
	 * @param b1
	 * @param b2
	 * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
	 */
	private int compareByte(byte b1, byte b2) {
		if((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) // 比较是否大于
			return 1;
		else if((b1 ^ b2) == 0)// 判断是否相等
			return 0;
		else 
			return -1;
	}
	
	/**
	 * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移
	 * 方法使用二分法查找。
	 * @param ip 要查询的IP
	 * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
	 */
	private long locateIP(byte[] ip) {
		long m = 0;
		int r;
		// 比较第一个ip项
		readIP(ipBegin, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if(r == 0) return ipBegin;
		else if(r < 0) return -1;
		// 开始二分搜索
		for(long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j; ) {
			m = getMiddleOffset(i, j);
			readIP(m, b4);
			r = compareIP(ip, b4);
			// log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
			if(r > 0)
				i = m;
			else if(r < 0) {
				if(m == j) {
					j -= IP_RECORD_LENGTH;
					m = j;
				} else 
					j = m;
			} else
				return readLong3(m + 4);
		}
		// 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
		//     肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
		m = readLong3(m + 4);
		readIP(m, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if(r <= 0) return m;
		else return -1;
	}
	
	/**
	 * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
	 * @param begin
	 * @param end
	 * @return
	 */
	private long getMiddleOffset(long begin, long end) {
		long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
		records >>= 1;
		if(records == 0) records = 1;
		return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
	}
	
	/**
	 * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
	 * @param offset 国家记录的起始偏移
	 * @return IPLocation对象
	 */
	private IPLocation getIPLocation(long offset) {
		try {
			// 跳过4字节ip
			ipFile.seek(offset + 4);
			// 读取第一个字节判断是否标志字节
			byte b = ipFile.readByte();
			if(b == REDIRECT_MODE_1) {
				// 读取国家偏移
				long countryOffset = readLong3();
				// 跳转至偏移处
				ipFile.seek(countryOffset);
				// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
				b = ipFile.readByte();
				if(b == REDIRECT_MODE_2) {
					loc.setCountry (  readString(readLong3()));
					ipFile.seek(countryOffset + 4);
				} else
					loc.setCountry ( readString(countryOffset));
				// 读取地区标志
				loc.setArea( readArea(ipFile.getFilePointer()));
			} else if(b == REDIRECT_MODE_2) {
				loc.setCountry ( readString(readLong3()));
				loc.setArea( readArea(offset + 8));
			} else {
				loc.setCountry (  readString(ipFile.getFilePointer() - 1));
				loc.setArea( readArea(ipFile.getFilePointer()));
			}
			return loc;
		} catch (IOException e) {
			return null;
		}
	}	
	
	/**
	 * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构，此方法应用与内存映射文件方式
	 * @param offset 国家记录的起始偏移
	 * @return IPLocation对象
	 */
	private IPLocation getIPLocation(int offset) {
		// 跳过4字节ip
	    mbb.position(offset + 4);
		// 读取第一个字节判断是否标志字节
		byte b = mbb.get();
		if(b == REDIRECT_MODE_1) {
			// 读取国家偏移
			int countryOffset = readInt3();
			// 跳转至偏移处
			mbb.position(countryOffset);
			// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
			b = mbb.get();
			if(b == REDIRECT_MODE_2) {
				loc.setCountry (  readString(readInt3()));
				mbb.position(countryOffset + 4);
			} else
				loc.setCountry (  readString(countryOffset));
			// 读取地区标志
			loc.setArea(readArea(mbb.position()));
		} else if(b == REDIRECT_MODE_2) {
			loc.setCountry ( readString(readInt3()));
			loc.setArea(readArea(offset + 8));
		} else {
			loc.setCountry (  readString(mbb.position() - 1));
			loc.setArea(readArea(mbb.position()));
		}
		return loc;
	}
	
	/**
	 * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
	 * @param offset 地区记录的起始偏移
	 * @return 地区名字符串
	 * @throws IOException
	 */
	private String readArea(long offset) throws IOException {
		ipFile.seek(offset);
		byte b = ipFile.readByte();
		if(b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
			long areaOffset = readLong3(offset + 1);
			if(areaOffset == 0)
				return Message.unknown_area;
			else
				return readString(areaOffset);
		} else
			return readString(offset);
	}
	
	/**
	 * @param offset 地区记录的起始偏移
	 * @return 地区名字符串
	 */
	private String readArea(int offset) {
		mbb.position(offset);
		byte b = mbb.get();
		if(b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
			int areaOffset = readInt3();
			if(areaOffset == 0)
				return Message.unknown_area;
			else
				return readString(areaOffset);
		} else
			return readString(offset);
	}
	
	/**
	 * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
	 * @param offset 字符串起始偏移
	 * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
	 */
	private String readString(long offset) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			int i;
			for(i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte());
			if(i != 0) 
			    return Util.getString(buf, 0, i, "GBK");
		} catch (IOException e) {			
		    LogFactory.log("",Level.ERROR,e);
		}
		return "";
	}
	
	/**
	 * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串
	 * @param offset 字符串起始偏移
	 * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
	 */
	private String readString(int offset) {
	    try {
			mbb.position(offset);
			int i;
			for(i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] = mbb.get());
			if(i != 0) 
			    return Util.getString(buf, 0, i, "GBK");       
	    } catch (IllegalArgumentException e) {
	        LogFactory.log("",Level.ERROR,e);
	    }
	    return "";	 
	}
}

在实际项目用我使用spring注入IP地址库文件的名字和所在目录，并能保证IPSeeker的单一实例。


下面是个工具类，把string和btye数组之间互相转换的类。

package com.showtime.IPparse;


import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.StringTokenizer;

import org.apache.log4j.Level;

import  com.showtime.util.LogFactory;



/**
 * 工具类，提供一些方便的方法
 */
public class Util {
	
	private static StringBuilder sb = new StringBuilder();
	/**
     * 从ip的字符串形式得到字节数组形式
     * @param ip 字符串形式的ip
     * @return 字节数组形式的ip
     */
    public static byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) {
        byte[] ret = new byte[4];
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(ip, ".");
        try {
            ret[0] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[1] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[2] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[3] = (byte)(Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
        } catch (Exception e) {
          LogFactory.log("从ip的字符串形式得到字节数组形式报错", Level.ERROR, e);
        }
        return ret;
    }
    /**
     * @param ip ip的字节数组形式
     * @return 字符串形式的ip
     */
    public static String getIpStringFromBytes(byte[] ip) {
	    sb.delete(0, sb.length());
    	sb.append(ip[0] & 0xFF);
    	sb.append('.');   	
    	sb.append(ip[1] & 0xFF);
    	sb.append('.');   	
    	sb.append(ip[2] & 0xFF);
    	sb.append('.');   	
    	sb.append(ip[3] & 0xFF);
    	return sb.toString();
    }
    
    /**
     * 根据某种编码方式将字节数组转换成字符串
     * @param b 字节数组
     * @param offset 要转换的起始位置
     * @param len 要转换的长度
     * @param encoding 编码方式
     * @return 如果encoding不支持，返回一个缺省编码的字符串
     */
    public static String getString(byte[] b, int offset, int len, String encoding) {
        try {
            return new String(b, offset, len, encoding);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return new String(b, offset, len);
        }
    }
}

下面是个常量值的类，用接口形式来定义省事不少。

package com.showtime.IPparse;

public interface Message {
	String bad_ip_file="IP地址库文件错误";
	String unknown_country="未知国家";
	String unknown_area="未知地区";
}

一个封装国家和地区的实体类

package com.showtime.IPparse;


/** 
 * 
 * @category 用来封装ip相关信息，目前只有两个字段，ip所在的国家和地区
 */

public class IPLocation {
	private String country;
	private String area;
	
	public IPLocation() {
	    country = area = "";
	}
	
	public IPLocation getCopy() {
	    IPLocation ret = new IPLocation();
	    ret.country = country;
	    ret.area = area;
	    return ret;
	}

	public String getCountry() {
		return country;
	}

	public void setCountry(String country) {
		this.country = country;
	}

	public String getArea() {
		return area;
	}

	public void setArea(String area) {
                //如果为局域网，纯真IP地址库的地区会显示CZ88.NET,这里把它去掉
		if(area.trim().equals("CZ88.NET")){
			this.area="本机或本网络";
		}else{
			this.area = area;
		}
	}
}

一下是一个范围记录的类

package com.showtime.IPparse;
/**
 * <pre>
 * 一条IP范围记录，不仅包括国家和区域，也包括起始IP和结束IP
 * </pre>
 */
public class IPEntry {
    public String beginIp;
    public String endIp;
    public String country;
    public String area;
    
    /**
     * 构造函数
     */
    public IPEntry() {
        beginIp = endIp = country = area = "";
    }
}

日志记录类

package com.showtime.util;

import org.apache.log4j.Level;
import org.apache.log4j.Logger;

/**
 * 
 * 
 * 日志工厂
 */
public class LogFactory {
	private static final Logger logger;
	static {
		logger = Logger.getLogger("stdout");
		logger.setLevel(Level.DEBUG);
	}

	public static void log(String info, Level level, Throwable ex) {
		logger.log(level, info, ex);
	}
	
	public static Level  getLogLevel(){
		return logger.getLevel();
	}

}

下面是测试类

package com.showtime.IPparse;

import junit.framework.TestCase;

public class IPtest extends TestCase {
	
	public void testIp(){
                //指定纯真数据库的文件名，所在文件夹
		IPSeeker ip=new IPSeeker("QQWry.Dat","f:/qqwry");
		 //测试IP 58.20.43.13
System.out.println(ip.getIPLocation("58.20.43.13").getCountry()+":"+ip.getIPLocation("58.20.43.13").getArea());
	}
}

当输出：湖南省长沙市:网通