我在将 IP 地址范围转换为 CIDR 块列表时遇到了一些逻辑问题。我相信这个网站做得对：http://ip2cidr.com/
我想传入一个起始 IP 地址和一个结束 IP 地址，并让 java 吐出所需的 CIDR 块的最小列表，仅涵盖传入的范围，仅此而已。
例如，如果我传入 1.1.1.111 的起始地址和 1.1.1.120 的结束地址，我希望得到回报： 1.1.1.111/32 1.1.1.112/29 1.1.1.120/32
（/32 表示单个地址。）
【问题讨论】：
当 IP 地址的第一个八位字节太大时，我的上一个答案中有一些错误。这个效果更好。几乎完全从这里提升：http://facedroid.blogspot.com/2010/06/ip-range-to-cidr.html
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class RangeToCidr {
public static List<String> range2cidrlist( String startIp, String endIp ) {
long start = ipToLong(startIp);
long end = ipToLong(endIp);
ArrayList<String> pairs = new ArrayList<String>();
while ( end >= start ) {
byte maxsize = 32;
while ( maxsize > 0) {
long mask = CIDR2MASK[ maxsize -1 ];
long maskedBase = start & mask;
if ( maskedBase != start ) {
break;
}
maxsize--;
}
double x = Math.log( end - start + 1) / Math.log( 2 );
byte maxdiff = (byte)( 32 - Math.floor( x ) );
if ( maxsize < maxdiff) {
maxsize = maxdiff;
}
String ip = longToIP(start);
pairs.add( ip + "/" + maxsize);
start += Math.pow( 2, (32 - maxsize) );
}
return pairs;
}
public static final int[] CIDR2MASK = new int[] { 0x00000000, 0x80000000,
0xC0000000, 0xE0000000, 0xF0000000, 0xF8000000, 0xFC000000,
0xFE000000, 0xFF000000, 0xFF800000, 0xFFC00000, 0xFFE00000,
0xFFF00000, 0xFFF80000, 0xFFFC0000, 0xFFFE0000, 0xFFFF0000,
0xFFFF8000, 0xFFFFC000, 0xFFFFE000, 0xFFFFF000, 0xFFFFF800,
0xFFFFFC00, 0xFFFFFE00, 0xFFFFFF00, 0xFFFFFF80, 0xFFFFFFC0,
0xFFFFFFE0, 0xFFFFFFF0, 0xFFFFFFF8, 0xFFFFFFFC, 0xFFFFFFFE,
0xFFFFFFFF };
private static long ipToLong(String strIP) {
long[] ip = new long[4];
String[] ipSec = strIP.split("\\.");
for (int k = 0; k < 4; k++) {
ip[k] = Long.valueOf(ipSec[k]);
}
return (ip[0] << 24) + (ip[1] << 16) + (ip[2] << 8) + ip[3];
}
private static String longToIP(long longIP) {
StringBuffer sb = new StringBuffer("");
sb.append(String.valueOf(longIP >>> 24));
sb.append(".");
sb.append(String.valueOf((longIP & 0x00FFFFFF) >>> 16));
sb.append(".");
sb.append(String.valueOf((longIP & 0x0000FFFF) >>> 8));
sb.append(".");
sb.append(String.valueOf(longIP & 0x000000FF));
return sb.toString();
}
}
【讨论】：
你需要了解二进制数，仅此而已。
一个 CIDR 块只不过是一系列二进制数具有公共前缀和所有可能的后缀。
假设对于下面的示例，我们有 8 位 IP 地址，类别为 /1，... 到 /8。
在您的情况下（暂时忽略 1.1.1），我们将您的数字写为二进制数：
1101111 - 111
1110000 - 112
1110001 - 113
...
1110110 - 118
1110111 - 119
1111000 - 120
您会看到所有号码都有一个共同的11 前缀，但我们的列表并不包含所有这些号码。所以我们必须把它分成两个列表——一个是110，一个是111。第一个只包含一个数字，所以我们用它制作了一个/8 块（111/8）。
另一个列表（从 112 到 120）并非包含所有带有 111 的数字（从那时起它会上升到 127），所以我们再次拆分 - 一个带有 1110 的列表，另一个带有 1111 的列表。第一个现在是完整的块1110????（或112/4），第二个只有一个地址，即11111000（或120/8）。
所以，现在只扩展到 32 位而不是 8 位，并用 Java 实现，你就准备好了。
用数学术语来说，一个块总是从 x * 2^n 到 (x+1) * 2^n - 1，然后我们使用 32 - n 作为块大小的后缀。所以你只需要找到一些二的幂的下一个倍数。
【讨论】：
我最终重新利用了我找到的一些 PHP 代码，并根据我的需要进行了调整。下面是我最后学习的课程。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class RangeToCidr {
private static final String IP_ADDRESS = "(\\d{1,3})\\.(\\d{1,3})\\.(\\d{1,3})\\.(\\d{1,3})";
private static final Pattern addressPattern = Pattern.compile(IP_ADDRESS);
public static List<String> rangeToCidrList(String istart, String iend) {
int start = toInteger(istart);
int end = toInteger(iend);
List<String> result = new ArrayList<String>();
while (end >= start) {
int maxsize = imaxblock( start, 32);
double x = (Math.log(end - start + 1) / Math.log(2) ) ;
int maxdiff = (int) (Math.floor(32 - Math.floor(x)));
String ip = intToIP(start);
if (maxsize < maxdiff) {
maxsize = maxdiff;
}
result.add( ip + "/" + (int)maxsize );
start += Math.pow(2, (32-maxsize));
}
return result;
}
private static int toInteger(String address) {
Matcher matcher = addressPattern.matcher(address);
if (matcher.matches()) {
return matchAddress(matcher);
}
else
throw new IllegalArgumentException("Could not parse [" + address + "]");
}
private static int matchAddress(Matcher matcher) {
int addr = 0;
for (int i = 1; i <= 4; ++i) {
int n = (rangeCheck(Integer.parseInt(matcher.group(i)), -1, 255));
addr |= ((n & 0xff) << 8*(4-i));
}
return addr;
}
private static int rangeCheck(int value, int begin, int end) {
if (value > begin && value <= end) // (begin,end]
return value;
throw new IllegalArgumentException("Value [" + value + "] not in range ("+begin+","+end+"]");
}
private static String intToIP(int val) {
int octets[] = new int[4];
for (int j = 3; j >= 0; --j)
octets[j] |= ((val >>> 8*(3-j)) & (0xff));
StringBuilder str = new StringBuilder();
for (int i =0; i < octets.length; ++i){
str.append(octets[i]);
if (i != octets.length - 1) {
str.append(".");
}
}
return str.toString();
}
private static long imask(int t) {
return (long)(Math.pow(2, 32) - Math.pow(2, 32-t) ) ;
}
private static int imaxblock(long ibase, int tbit) {
while (tbit > 0) {
long im = imask(tbit-1);
long imand = ibase & im ;
if (imand != ibase) {
break;
}
tbit--;
}
return tbit;
}
}
我有一些辅助方法，出于这个问题的目的，这些方法会使事情变得混乱。但是你可以大致了解一下。
【讨论】：
java.net.InetAddress，而不是手动进行字符串转换。那么，不要将 Math.pow & Co 用于如此简单的 int 操作。
以下 CIDR 块包含（不限于）地址范围 1.1.1.111 - 1.1.1.120
/1 - /27
address prefix network DirectedBroadcast
1.1.1.111 /27 1.1.1.96 1.1.1.127
1.1.1.111 /26 1.1.1.64 1.1.1.127
1.1.1.111 /25 1.1.1.0 1.1.1.127
1.1.1.111 /24 1.1.1.0 1.1.1.255
等等
【讨论】：
open-source IPAddress Java library 可以为您做到这一点。免责声明：我是 IPAddress 库的项目经理。
这是一个示例方法：
static void toPrefixBlocks(String str1, String str2) {
IPAddressString string1 = new IPAddressString(str1);
IPAddressString string2 = new IPAddressString(str2);
IPAddress one = string1.getAddress(), two = string2.getAddress();
IPAddressSeqRange range = one.toSequentialRange(two);
System.out.println("starting with range " + range);
IPAddress blocks[] = range.spanWithPrefixBlocks();
System.out.println("prefix blocks are " + Arrays.asList(blocks));
}
使用您的示例：
toPrefixBlocks("1.1.1.111","1.1.1.120");
输出是：
starting with range 1.1.1.111 -> 1.1.1.120
prefix blocks are [1.1.1.111/32, 1.1.1.112/29, 1.1.1.120/32]
【讨论】：