如何有效地搜索IP地址范围？

Question

我有一个表，其中包含IP地址范围（作为整数值）以及分配给该范围的相应国家，地区和城市。它看起来如下：

CREATE TABLE [dbo].[IpToRegion]
(
    [BeginRange] [bigint] NOT NULL,
    [EndRange] [bigint] NOT NULL,
    [CountryCode] [varchar](10) NOT NULL,
    [Country] [varchar](50) NOT NULL,
    [Region] [varchar](100) NOT NULL,
    [City] [varchar](100) NOT NULL
) ON [PRIMARY]

CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX [ClusteredIndex-20151031-193911] ON [dbo].[IpToRegion]
(
    [BeginRange] ASC,
    [EndRange] ASC
)
GO

此表中有9.1M行。为了找到单个IP地址的位置，我首先将其转换为大型int，然后执行以下查询：

DECLARE @IPNumber BIGINT
DECLARE @IPAddress varchar(20)

Set @IPNumber = (CONVERT(bigint, PARSENAME(@IPAddress,1)) + CONVERT(bigint, PARSENAME(@IPAddress,2)) * 256 + CONVERT(bigint, PARSENAME(@IPAddress,3)) * 65536 + CONVERT(bigint, PARSENAME(@IPAddress,4)) * 16777216)

Select City + ', ' + Region + ', ' + Country
From IpToRegion 
Where @IPNumber Between BeginRange And EndRange

问题是此查询可能需要5到20秒才能执行。这是查询计划：

当然，我的问题是这个查询如何执行这么长时间？它在聚集索引上进行搜索并返回单行。我可以尝试一些不同的索引策略。但是，在这一点上，我更好奇为什么这个查询的表现如此糟糕。

Answer 1

使用您拥有的索引无法有效地进行此类搜索。

如果您查看计划中Index Seek运算符的详细信息，您会看到两个谓词。

@IPNumber >= BeginRange 
@IPNumber <= EndRange

索引有助于快速O(log(n))找到范围的开始（或结束），但是它必须检查表中其余行的第二个谓词。

查看计划中读取的实际行数。它会很大。

如果我没弄错的话，之前有点类似（更复杂）question。虽然有人问过Postgres，但这种方法也适用于SQL Server。在那个问题中，这种搜索不是一次，而是600K次。

“如何提高搜索效率”这一问题的答案取决于一些事情。首先：您能保证表中的IP范围不重叠吗？换句话说，你能保证任何搜索都会返回0或1行吗？

如果是，则在查询中添加简单的TOP(1)就足够了。

Answer 2

事实证明，我在BeginRange + EndRange上的聚集索引并不像Vladimir Baranov在他的回答中所说的那样有效。我所做的是在BeginRange上创建一个PK /聚簇索引，在EndRange上创建一个单独的索引。现在查询立即执行。