在Java中，給定IP地址范圍，返回覆蓋范圍的CIDR塊的最小列表

Question

我在將IP地址范圍轉換為CIDR塊列表時遇到了一些邏輯問題。 我相信這個網站做得很好： http ： //ip2cidr.com/

我想傳入一個起始IP地址和一個結束IP地址，並讓java吐出所需的最小CIDR塊列表，僅覆蓋傳入的范圍，僅此而已。

例如，如果我傳入1.1.1.111的起始地址和1.1.1.120的結束地址，我希望得到回報：1.1.1.111/32 1.1.1.112/29 1.1.1.120/32

（使用/ 32表示單個地址。）

Answer 1

我的最后一個答案有一些錯誤，當IP地址的第一個八位字節太大時就會出現這些錯誤。 這個更好用。 幾乎完全取自這里： 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();     
    } 
}

Answer 2

你需要了解二進制數，僅此而已。

CIDR塊只不過是一系列具有公共前綴和所有可能后綴的二進制數。 假設下面的例子我們有8位IP地址，類/1 ，...到/8 。

在您的情況下（暫時忽略1.1.1），我們將您的數字寫為二進制數：

 1101111   - 111
 1110000   - 112
 1110001   - 113
   ...
 1110110   - 118
 1110111   - 119
 1111000   - 120

您將看到所有數字都有一個共同的11前綴，但我們的列表不包含所有這些數字。 所以我們必須將它分成兩個列表 - 一個用110 ，一個用111 。 第一個只包含一個數字，所以我們從中得到一個/8塊（ 111/8 ）。

另一個列表（從112到120）不包含111所有數字（從那時起它將達到127），所以我們再次拆分 - 一個列表1110 ，另一個列表1111 。 第一個現在是完整的塊1110???? （或112/4 ），第二個只有一個地址，即11111000 （或120/8 ）。

所以，現在只擴展到32位而不是8位，並在Java中實現，你已經准備好了。

在數學術語中，一個塊總是從x * 2 ^ n變為（x + 1）* 2 ^ n - 1 ，然后我們使用32-n作為塊大小后綴。 所以你只需要找到兩個冪的下一個倍數。

Answer 3

我最終重新調整了一些我找到的PHP代碼並調整了我的需求。 以下是我最終的課程。

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;
    }
}

我在那里有一些輔助方法，為了這個問題的目的，混亂了。 但是你可以得到一般的想法。

Answer 4

以下CIDR塊包含（不限於）地址范圍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

Answer 5

開源IPAddress Java庫可以為您完成此任務。 免責聲明：我是IPAddress庫的項目經理。

這是一個示例方法：

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));
}

使用你的例子：

toPrefixBlocks("1.1.1.111","1.1.1.120");

輸出是：

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]