【GitHub精选项目】IP 地址转地理位置：ip2region 完全指南

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前言

本文为大家带来的是 lionsoul2014 开发的 ip2region 项目，一种高效的离线 IP 地址定位库。ip2region 提供了10微秒级别的查询效率，支持多种主流编程语言，是一种理想的 IP 定位解决方案。

这个开源项目可以实现 IP 地址到地理位置的精确映射，包括国家、省份、城市、运营商等信息，对于需要地理定位功能的应用程序来说，它是非常有用的。
别的不说，最近在项目中就运用上了它！！！

项目地址：https://github.com/lionsoul2014/ip2region

项目概览

ip2region 是一个跨语言的 IP 定位库，它提供了一个紧凑、高效的数据结构来存储 IP 定位数据，并且支持快速查询。这使得 ip2region 在需要快速准确获取 IP 地址地理位置信息的场合中，如网络分析、广告定向、内容定制等领域，显得尤为重要。

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可以看到项目支持多种编程语言去查询。

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克隆项目

git clone

最简单的，在命令行工具数据以下命令即可，如下图所示：

git clone https://github.com/lionsoul2014/ip2region.git

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Download ZIP

当然，使用 Download ZIP 也是个不错的下载方式。

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使用指南

为了展示 ip2region 的使用方法，下面将使用 Python 语言进行演示。Python 版本的 ip2region 使用方法可以在下面的链接中找到：
Python 文档：https://github.com/lionsoul2014/ip2region/tree/master/binding/python

我们将通过一个实例演示如何将大量 IP 地址转换为地理位置信息，并将结果保存为 Excel 文件，以便于测试它的速度有多快。

我准备了一份 19万+ 的 IP 用于测试。

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实现代码

以下使用代码来自官方的 Python 文档，但

我添加了一个计时器的装饰器
从 CSV 文件中读取 IP 地址。
将查询结果保存为 Excel 文件。

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author : Frica01
# @Time   : 2023-12-20 22:32
# @Name   : demo.py

import time
from collections import defaultdict

import pandas as pd

from binding.python.xdbSearcher import XdbSearcher

output_dict = defaultdict(list)


def timer(func):
    """任务计时装饰器，用于测量函数执行时间"""

    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()  # 开始时间
        result = func(*args, **kwargs)  # 执行函数
        end_time = time.time()  # 结束时间
        print(f"{func.__name__}任务执行耗时 {end_time - start_time:.4f} 秒.")
        return result

    return wrapper


@timer
def searchWithFile():
	"""完全基于文件的查询"""
    # 1. 创建查询对象
    dbPath = "./data/ip2region.xdb"
    searcher = XdbSearcher(dbfile=dbPath)

    # 2. 执行查询
    df = pd.read_csv('test_ip.csv')
    for idx, item in df.iterrows():
        ip = item['ip']
        output_dict['ip'].append(ip)
        output_dict['region'].append(searcher.searchByIPStr(ip))

    # 3. 关闭searcher
    searcher.close()

    # 4. 保存为excel文件
    pd.DataFrame(data=output_dict).to_excel('result.xlsx', index=False)


@timer
def searchWithVectorIndex():
	"""缓存 VectorIndex 索引"""
    # 1. 预先加载整个 xdb
    dbPath = "./data/ip2region.xdb"
    vi = XdbSearcher.loadVectorIndexFromFile(dbfile=dbPath)

    # 2. 使用上面的缓存创建查询对象, 同时也要加载 xdb 文件
    searcher = XdbSearcher(dbfile=dbPath, vectorIndex=vi)

    # 3. 执行查询
    df = pd.read_csv('test_ip.csv')
    for idx, item in df.iterrows():
        ip = item['ip']
        output_dict['ip'].append(ip)
        output_dict['region'].append(searcher.search(ip))

    # 4. 关闭searcher
    searcher.close()

    # 5. 保存为excel文件
    pd.DataFrame(data=output_dict).to_excel('result.xlsx', index=False)


@timer
def searchWithContent():
	"""缓存整个 xdb 数据"""
    # 1. 预先加载整个 xdb
    dbPath = "./data/ip2region.xdb"
    cb = XdbSearcher.loadContentFromFile(dbfile=dbPath)

    # 2. 仅需要使用上面的全文件缓存创建查询对象, 不需要传源 xdb 文件
    searcher = XdbSearcher(contentBuff=cb)

    # 3. 执行查询
    df = pd.read_csv('test_ip.csv')
    for idx, item in df.iterrows():
        ip = item['ip']
        output_dict['ip'].append(ip)
        output_dict['region'].append(searcher.search(ip))

    # 4. 关闭searcher
    searcher.close()

    # 5. 保存为excel文件
    pd.DataFrame(data=output_dict).to_excel('result.xlsx', index=False)


if __name__ == '__main__':
    searchWithFile()
    # searchWithVectorIndex()
    # searchWithContent()

测试

不同模式的执行速度如下表所示：

它们分别转换了 19万+ 的 IP ，并将结果保存为 excel 文件。

模式	耗时/秒	速度
完全基于文件的查询	10.2	⭐
缓存 `VectorIndex` 索引	9.6	⭐⭐
缓存整个 `xdb` 数据	6.0	⭐⭐⭐

影响速度的原因

在项目 README.md 的末尾，有关于 VectorIndex 和 xdb 等原理的介绍，有需要的读者可以进一步查阅。

VectorIndex 和 xdb 文件是 ip2region 项目中用于存储 IP 地址数据和加速查询的关键组件：

索引效率：VectorIndex 提供了一种高效的查找方法，减少了查询时需要扫描的数据量。这种优化的索引方法可以快速定位到数据库中的特定区域，从而加快查询速度。
xdb数据访问方式：当数据直接从内存中读取时，查询速度要快于从硬盘读取。因此，将整个 xdb 文件加载到内存中可以显著提高查询速度。

总的来说，通过使用高效的索引（如 VectorIndex）和将数据加载到内存中，ip2region 能够实现快速、准确的 IP 定位查询，这对于处理大量 IP 地址查询尤其重要。