【问题标题】:Efficient way to check IP in slice of IP addresses in Golang在Golang中检查IP地址片中IP的有效方法
【发布时间】:2023-04-06 08:20:01
【问题描述】:

我正在用 Golang 开发一个网络应用程序。我有一部分 IP 地址。每次收到请求时,我都会使用net.LookupIP(host) 来找出返回net.IP 切片的主机的IP 地址。比较这些的最佳方法是什么?

顺便说一句,在 Python 中,我们有一个 set 数据结构,这使得上述问题很容易解决,但是 Go 呢?

【问题讨论】:

    标签: arrays go network-programming ip slice


    【解决方案1】:

    您可以使用来自net 包的func (ip IP) Equal(x IP) bool

    Equal 报告 ip 和 x 是否是相同的 IP 地址。 IPv4 地址和相同的 IPv6 形式的地址被认为是相等的。

    喜欢这个工作示例:

    package main
    
    import (
        "fmt"
        "net"
    )
    
    func main() {
        ip := net.ParseIP("127.0.0.1")
        ips, err := net.LookupIP("localhost")
        if err != nil {
            panic(err)
        }
        for _, v := range ips {
            if v.Equal(ip) {
                fmt.Println(v)
            }
        }
    }
    

    【讨论】:

    • 这是一个很好的答案,但在我的情况下,我有一个 ip 的一部分,这让我可以使用 2 个 for 循环。我更喜欢线性的方式。
    【解决方案2】:

    带有“集合”

    构建我们的集合

    Go 中没有内置 Set 类型,但您可以优雅地使用 map[Type]bool 作为集合,例如:

    // Create a set with 2 values in it: [1, 2]
    m := map[int]bool{1: true, 2: true}
    
    // Test an element:
    fmt.Println(m[1]) // true
    fmt.Println(m[3]) // false
    
    // Set an element:
    m[3] = true
    fmt.Println(m[3]) // true
    
    // Delete an element:
    delete(m, 1)
    fmt.Println(m[1]) // false
    

    注意:我们利用了这样一个事实,即如果键不在映射中,索引映射会导致值类型为zero value,在bool 的情况下为false,正确地告诉元素不在地图(集)中。

    Go Playground 上试试。

    注意 #2:有一些技巧可以使将地图作为一组处理的代码更短,您可以在以下答案中查看它们:Check if a value is in a list

    在集合中使用net.IP

    现在我们只需要一个表示 net.IP 的类型,它可以用作映射中的键类型(有关什么构成映射键类型,请参阅这个问题:How can I prevent a type being used as a map key?)。

    很遗憾net.IP 本身不符合条件,因为它是一个切片:

    type IP []byte
    

    而且切片没有可比性。有关详细信息,请参阅此问题:Hash with key as an array type 和此:Why have arrays in Go?

    一种简单的方法是将其转换为规范的string 值,我们就完成了。为此,我们可以简单地将 IP 的字节转换为十六进制 string。但是一个 IPv4 地址可能会显示为 IPv6,所以我们应该先将其转换为 IPv6:

    func Key(ip net.IP) string {
        return hex.EncodeToString(ip.To16())
    }
    

    注意:IP 地址的字节可能不是有效的 UTF-8 编码 string(这是 Go 在内存中存储 strings 的方式),但 Go 中的 string 值表示任意字节序列,因此以下也有效,更简单,效率更高:

    func Key(ip net.IP) string {
        return string(ip.To16())  // Simple []byte => string conversion
    }
    

    我们可以使用这样的 IP 字符串作为键。使用 IP 填充您的地图以进行检查:

    // Populate forbidden IPs:
    forbIPs := map[string]bool{
        Key(ip1): true,
        Key(ip2): true,
    }
    
    // Now check a single IP:
    ipToCheck := ...
    if forbIPs[Key(ipToCheck)] {
        fmt.Println("Forbidden!")
    } else {
        fmt.Println("Allowed.")
    }
    

    如果您要检查多个 IP(由 net.LookupIP() 返回),则它是一个 for 循环:

    ips, err := net.LookupIP(host)
    // Check err
    for _, ip := range ips {
        if forbIPs[Key(ip)] {
            // FORBIDDEN!
        }
    }
    

    备用键类型

    请注意——如上所述——切片不可比较,但数组可以。所以我们也可以使用数组作为键。这就是它的样子:

    func Key(ip net.IP) (a [16]byte) {
        copy(a[:], ip)
        return
    }
    
    // And the IP set:
    forbIPs := map[[16]byte]bool{
        // ...
    }
    

    替代方案

    排序切片

    或者,我们可以简单地将被禁止的 IP 存储在切片 []net.IP 中,然后对其进行排序。如果是排序好的,我们可以用二分查找在里面找一个IP(标准库sort.Search())。

    是的,与上述 (hash)map 解决方案的 O(1) 复杂度相比,二分搜索的复杂度为 O(log2(n))。但这种替代方案还有另一个优点:

    枚举单个 IP 并不总是可行的。有时(通常)列出 IP 范围更容易。第一种解决方案对于处理 IP 范围是不可行的,但这种解决方案可能是:您可以在 O(log2(n)) 时间找到覆盖 IP 地址的范围。

    【讨论】:

      猜你喜欢
      • 2023-03-28
      • 2012-11-24
      • 2012-08-03
      • 1970-01-01
      • 2016-12-01
      • 1970-01-01
      • 1970-01-01
      • 2011-01-22
      • 2016-09-11
      相关资源
      最近更新 更多