統計兩個IP地址之間的IP個數

yanest 發布于2019-08-16 15:08 / 1223人閱讀

摘要：問題求兩個地址之間的個數，例如，之間的個數算法地址轉換成數字數字轉換成地址地址轉換成數字數字轉換成地址查找兩個地址之間的原理無論是還是，它們其實都是對應整數值，但是為了方面人的理解和分析，對這個整數采用了某種格式化的方式進行

問題

求兩個IP地址之間的IP個數，例如192.18.16.1~192.18.16.5，2001:DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417C~2001:DB8:0:23:8:800:200C:417D之間的IP個數？

算法

import java.math.BigInteger;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IPCount {

    /**
      * IPv4地址轉換成數字
      * @param ip
    */
    public long ipv4ToNumber(String ip) {
        long rs = 0;
        if (ip == null || ip.isEmpty()) {
            return rs;
        }
        String[] ips = ip.split(".");
        for (int i = 0; i < ips.length; i++) {
            rs += Integer.parseInt(ips[i]) * Math.pow(256, (3 - i));
        }
        return rs;
    }
    
    /**
     * 數字轉換成IPv4地址
     * @param number
     * @return
     */
    public String numberToIpv4(long number) {
        String ip = "";
        List ips = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            ips.add(String.valueOf(number % 256));
            number = number >> 8;
        }
        for (int i = ips.size() - 1; i >= 0; i--) {
            ip = ip.concat(ips.get(i));
            if (i > 0) {
                ip = ip.concat(".");
            }
        }
        return ip;
    }
    
    /**
     * IPv6地址轉換成數字
     * @param ip
     * @return
     */
    public BigInteger ipv6ToNumber(String ip) {
        String[] ips = ip.split(":");
        BigInteger rs = new BigInteger("0");
        
        for (int i = 0; i < ips.length; i++) {
            BigInteger a = BigInteger.valueOf(Integer.parseInt(ips[i], 16));
            BigInteger b = BigInteger.valueOf(65536).pow(7 - i);
            BigInteger c = a.multiply(b);
            rs = rs.add(c);
        }
        return rs;
    }
    
    /**
     * 數字轉換成IPV6地址
     * @param number
     * @return
     */
    public String numberToIpv6(BigInteger number) {
        String ip = "";
        List ips = new ArrayList();
        
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            ips.add(Integer.toHexString(number.divideAndRemainder(BigInteger.valueOf(65536))[1].intValue()));
            number = number.shiftRight(16);
        }
        
        for (int i = ips.size() - 1; i >= 0; i--) {
            ip = ip.concat(ips.get(i));
            if (i > 0) {
                ip = ip.concat(":");
            }
        }
        return ip;
    }
    
    /**
     * 查找兩個IP地址之間的IP
     * @param startIp
     * @param endIp
     * @return
     */
    public List findIPs(String startIp, String endIp) {
        BigInteger startNumber = this.ipv6ToNumber(startIp);
        BigInteger endNumber = this.ipv6ToNumber(endIp).add(BigInteger.valueOf(1));
        List ips = new ArrayList();
        while (startNumber.compareTo(endNumber) < 0) {
            ips.add(this.numberToIpv6(startNumber));
            startNumber = startNumber.add(BigInteger.valueOf(1));
        }
        return ips;
    }
}

原理

無論是IPV4還是IPV6，它們其實都是對應整數值，但是為了方面人的理解和分析，對這個整數采用了某種格式化的方式進行表示，比如IPV4是一個32的整數，采用點分十進制的格式表示，IPV6是一個128位的整數，采用冒分十六進制的個數表示，也就是說對于一個給定的32位整數，可以轉換成一個IP地址，同樣，對于一個給定的IP地址，可以轉換成一個32位的整數，所以計算兩個IP地址之間的個數或者IP，其實就是計算兩個整數之間有多少個整數
只是IPV6對應一個128位的整數，所以使用Java基本的數據類型long是無法存儲這么多位的數據的，需要采用了BigInteger

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