К одним и тем же данным Вам нужно обращаться двумя способами. Один способ — по IP, второй — по времени доступа. При этом необходимо чтобы поиск изменения в данных (смена IP в слоте данных и смена времени доступа) выполнялись быстро и эффективно.

Я бы решал эту задачу отделив сами данные (массив слотов) от индексов, через которые нужно обращаться. Если брать реализацию на С++ то примерно вот так:

// Описатель слота данных
struct CDataItem {
    __int64 accessTime; // Любое представление времени
    DWORD ip;
    BYTE  userData [64];
};

// Индекс по IP
std::map<DWORD, CDataItem *> ipIndex;

// Индекс по времени доступа
std::map<__int64, CDataItem *> accessIndex;

// Память для хранения массива слотов
CDataItem * dataArray = new CDataItem[32000];

При этом, конечно, после каждого изменения (обновления) слота придется обновлять индексы.

Вряд ли найдется контейнер, который обеспечивал бы эффективный доступ к данным сразу по двум индексам. Зато вместо std::map можно использовать что угодно, например, сбалансированные деревья, тем более что код будет писаться на С. Главная идея моего предложения — разнести индексы и сами данные. Тогда издержки на поиск слотов, вставки слотов и апдейтов индексов можно постараться свести к минимуму.

Вытеснение тоже реализуется довольно просто: по индексу времени доступа находим слот с самым минимальным значением времени доступа (самый давнишний) и заменяем в нем все поля. При этом, конечно, придется обновить оба индекса.

Обновление индекса можно сделать через удаление индексной записи и добавление новой.