PolarDB:ip4r (ネットワークアドレスストレージ)

背景情報

ip4r は、PolarDB for PostgreSQL および でサポートされているサードパーティの拡張機能です。IPv4 アドレスと IPv6 アドレスを格納するためのデータ型を提供します。PostgreSQL の組み込みの inet および cidr データ型とは異なり、ip4r は CONTAINS 演算子 >>= のインデックススキャンをサポートしています。さらに、ip4r には、PostgreSQL の組み込みネットワークデータ型に比べて、以下の利点があります：

• セマンティクスがより明確： ネットワークブロックとネットワークブロック内の特定の IP アドレスを区別します。

• オーバーヘッドが低い： PostgreSQL は可変長データ型を使用して IPv6 データを格納します。これにより、IPv4 データのみを格納する必要がある場合に、大きなオーバーヘッドが発生します。対照的に、ip4r は単一アドレスに対して固定長データ型を使用します。

データ型

ip4r は、IPv4 または IPv6 データを格納および表現するために、さまざまなデータ型を提供します：

単一アドレスデータ型と型変換

次の 3 つのデータの型は、単一の IP アドレスを格納するために使用されます。

• ip4： nnn.nnn.nnn.nnn 形式の入力を受け入れます。データは 32 ビットの符号なし整数として格納されます。

• ip6： IPv6 アドレスの標準的な 16 進数形式の入力を受け入れます。データは 2 つの 64 ビット値として格納されます。

• ipaddress： ip4 または ip6 形式のいずれかの入力を受け入れます。

これら 3 つのデータ型に対して、ip4r は以下の型変換ルールを提供します：

アドレス範囲データ型と型変換

以下の 3 つのデータ型は、IP アドレスの範囲を格納するために使用されます：

• ip4r： IPv4 アドレス範囲を格納します。例： 192.0.2.100-192.0.2.200。範囲 192.0.2.0/24 は 192.0.2.0-192.0.2.255 と同等です。

• ip6r： IPv6 アドレス範囲を格納します。例： 2001::1234-2001::2000:0000。範囲 2001::/112 は 2001::-2001::ffff と同等です。

• iprange： ip4r または ip6r 形式のいずれかの入力を受け入れます。

これら 3 つのデータ型に対して、ip4r は以下の型変換ルールを提供します：

使用方法

拡張機能の作成

CREATE EXTENSION ip4r;

テストテーブルの作成とデータのインポート

CREATE TABLE ipranges (r iprange, r4 ip4r, r6 ip6r);
INSERT INTO ipranges
    SELECT r, null, r
    FROM (
        SELECT ip6r(regexp_replace(ls, E'(....(?!$))', E'\\1:', 'g')::ip6,
               regexp_replace(substring(ls FOR n + 1) || substring(us FROM n + 2),
               E'(....(?!$))', E'\\1:', 'g')::ip6) AS r
        FROM (
            SELECT md5(i || ' lower 1') AS ls,
                   md5(i || ' upper 1') AS us,
                   (i % 11) + (i/11 % 11) + (i/121 % 11) AS n
            FROM generate_series(1,13310) i) s1) s2;

GiST インデックスの作成

CREATE INDEX ipranges_r ON ipranges USING gist (r);

CONTAINS 演算子の使用

EXPLAIN (COSTS OFF) SELECT * FROM ipranges WHERE r >>= '5555::' ORDER BY r;

次の結果が返されます。

                     QUERY PLAN                      
-----------------------------------------------------
 Sort
   Sort Key: r
   ->  Bitmap Heap Scan on ipranges
         Recheck Cond: (r >>= '5555::'::iprange)
         ->  Bitmap Index Scan on ipranges_r
               Index Cond: (r >>= '5555::'::iprange)
(6 rows)

拡張機能のアンインストール

DROP EXTENSION ip4r;