从 CIDR 表示法转换为 IP 地址/子网掩码（点十进制）答案

【问题标题】：Conversion from CIDR notation to IP address/subnet mask (dot-decimal)从 CIDR 表示法转换为 IP 地址/子网掩码（点十进制）
【发布时间】：2023-07-04 21:31:01
【问题描述】：

 /*
 * RFC 1518, 1519 - Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
 * This converts from "prefix + prefix-length" format to
 * "address + mask" format, e.g. from xxx.xxx.xxx.xxx/yy
 * to xxx.xxx.xxx.xxx/yyy.yyy.yyy.yyy.
 */
static private String normalizeFromCIDR(final String netspec)
{
    final int bits = 32 - Integer.parseInt(netspec.substring(netspec.indexOf('/')+1));
    final int mask = (bits == 32) ? 0 : 0xFFFFFFFF - ((1 << bits)-1); 

    return netspec.substring(0, netspec.indexOf('/') + 1) +
            Integer.toString(mask >> 24 & 0xFF, 10) + "." +
            Integer.toString(mask >> 16 & 0xFF, 10) + "." +
            Integer.toString(mask >>  8 & 0xFF, 10) + "." +
            Integer.toString(mask >>  0 & 0xFF, 10);
}

这是 apache james 中的一个函数，用于将 ip 转换为指定格式。你能解释一下函数内部发生了什么吗？对这种位移和转换感到困惑。提前致谢。

【问题讨论】：

标签： java ip subnet james cidr

【解决方案1】：

按位运算乍一看可能不是最直观的，但一旦掌握，您就会发现它们很容易理解。我将尝试解释这段代码在172.16.0.1/23 示例中的作用，作为netspec 字符串。

第 1 部分 - CIDR 到二进制

目标是根据给定的 CIDR 前缀长度生成子网掩码的二进制表示。 CIDR 前缀长度只是子网掩码中的多个1 位。第一行

final int bits = 32 - Integer.parseInt(netspec.substring(netspec.indexOf('/')+1));

通过获取/ 的索引并解析其后的整数（在我的示例中为23）来查找CIDR 前缀长度。这个数字从 32 中减去，得到子网掩码中的 0 数字——这些位也称为主机位。

在这个例子中，我们知道我们正在处理 /23 前缀，它的子网掩码应该如下所示：

n 代表网络（B 类网络为 16 位），s 代表子网，h 代表主机。对我们来说，网络位和子网位在功能上是相同的，但为了准确起见，我做了一个区分。我们的兴趣只是在主机位（它的数量）。

nnnnnnnn nnnnnnnn sssssssh hhhhhhhh
11111111 11111111 11111110 00000000

最简单的方法是使用所有1s 的32 位二进制数，并用0“填充”最后9 位。这是第二行的来源：

您可以忽略bits == 32 检查，因为它不那么相关，可能只是作为一种优化。

//final int mask = (bits == 32) ? 0 : 0xFFFFFFFF - ((1 << bits)-1); 
final int mask = 0xFFFFFFFF - ((1 << 9)-1);

0xFFFFFFFF 将为您提供所有1s 的 32 位二进制数。 1 左移 9 位 (1 << bits) 将为您提供 512，而二进制中的 512 - 1 为 111111111：

  1 << 9                               10 00000000
-      1                                         1
--------------------------------------------------
                                        1 11111111

当您减去这些值时，您将获得二进制子网掩码：

  0xFFFFFFFF = 11111111 11111111 11111111 11111111
- (1 << 9)-1 =                          1 11111111
--------------------------------------------------
               11111111 11111111 11111110 00000000

这正是我们想要的网络掩码。

注意：这可能不是计算二进制值最直观的方法。我喜欢从全1的二进制数开始，而有符号整数中的数字的十进制值为-1。然后我只是将它的主机位数向左移动，就是这样。（此外，如果您正在处理大于 32 位的整数，您可以使用 0xFFFFFFFF 对其进行屏蔽）：

(-1 << 9) & 0xFFFFFFFF

第 2 部分 - 二进制到点分十进制

其余代码将二进制值转换为点分十进制表示 - 255.255.254.0。

return netspec.substring(0, netspec.indexOf('/') + 1) +  // part of the netspec string before '/' -> IP address
        Integer.toString(mask >> 24 & 0xFF, 10) + "." +  //                         11111111 & 0xFF = 0xFF
        Integer.toString(mask >> 16 & 0xFF, 10) + "." +  //                 1111111111111111 & 0xFF = 0xFF
        Integer.toString(mask >>  8 & 0xFF, 10) + "." +  //         111111111111111111111110 & 0xFF = 0xFE
        Integer.toString(mask >>  0 & 0xFF, 10);         // 11111111111111111111111000000000 & 0xFF = 0x00

return 语句由几个连接的字符串组成，以 IP 地址开头，然后是每个八位字节的十进制表示。二进制掩码右移(4-n)*8 位（其中n 是八位字节数），并使用二进制与 0xFF 只得到最后 8 位，然后由Integer.toString 解析。

结果是172.16.0.1/255.255.254.0。

【讨论】：

【解决方案2】：

将 cidr 表示法转换为二进制的另一种方法：

input = '1.2.3.4/5'
cidr = input.split('/') 

bin_mask = '1' * cidr + '0' * (32 - cidr)

【讨论】：