IP 地址的索引范围搜索算法答案

【问题标题】：Indexed ranged search algorithm for IP AddressesIP 地址的索引范围搜索算法
【发布时间】：2010-11-05 18:07:54
【问题描述】：

给定一个 ACL 列表，其中包含 100 亿个以 CIDR 表示或两个 IP 之间的 IPv4 范围：

x.x.x.x/y
x.x.x.x - y.y.y.y

用于测试给定 IP 地址是否满足一个或多个 ACL 范围标准的有效搜索/索引算法是什么？

让我们假设大多数 ACL 范围定义跨越大量 C 类块。

通过哈希表索引点很容易，但尝试一下，因为我可能无法想出一个合理的方法来检测哪些点被一大串“线”覆盖。

有一些想法，比如在某个细节级别索引提示——比如在 C 类级别预先计算涵盖该点的每个 ACL，但表会太大..或者某种 KD 树来动态设置详细程度。

还想到也许有碰撞检测算法可以解决这个问题。

有正确方向的提示或指示吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

您有 100 亿条规则来匹配 40 亿个可能的地址？

制作一个包含 40 亿个地址的表格。对于 100 亿条规则中的每一条，“绘制”它适用的地址，当两个或更多规则适用于同一个地址时，做一些明智的事情。

【讨论】：

【解决方案2】：

longest prefix match Internet 路由查找中使用的简单 Radix Tree 可以扩展以容纳代表较大 CIDR 子网的节点，这些子网与其他较小的 CIDR 子网重叠。最长匹配查找将遍历这些节点，这些节点也将被选中以获取与 IP 地址匹配的整个 CIDR 子网集。

现在，要将 IP 范围保存在同一棵树中，我们可以convert each range into a set of CIDR subnets。尽管该集合可能有很多子网（甚至一些主机 IP，即 IP/32 类 CIDR 地址），但始终可以这样做。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以查看Interval tree 以查找与任何给定区间或点重叠的所有区间。

对于不重叠的 ip-range，您可以使用 b-tree 或紧凑型尝试（如 Judy arrays (64-bits)）进行索引和搜索（将 start-ip 存储为 key，end-ip 作为 value）。

【讨论】：