統(tǒng)計兩個IP地址之間的IP個數(shù)

yanest 發(fā)布于2019-08-16 15:08 / 1233人閱讀

摘要：問題求兩個地址之間的個數(shù)，例如，之間的個數(shù)算法地址轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)換成地址地址轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)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(yīng)整數(shù)值，但是為了方面人的理解和分析，對這個整數(shù)采用了某種格式化的方式進(jìn)行

問題

求兩個IP地址之間的IP個數(shù)，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(shù)？

算法

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

public class IPCount {

    /**
      * IPv4地址轉(zhuǎn)換成數(shù)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(shù)字轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成數(shù)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(shù)字轉(zhuǎn)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(yīng)整數(shù)值，但是為了方面人的理解和分析，對這個整數(shù)采用了某種格式化的方式進(jìn)行表示，比如IPV4是一個32的整數(shù)，采用點分十進(jìn)制的格式表示，IPV6是一個128位的整數(shù)，采用冒分十六進(jìn)制的個數(shù)表示，也就是說對于一個給定的32位整數(shù)，可以轉(zhuǎn)換成一個IP地址，同樣，對于一個給定的IP地址，可以轉(zhuǎn)換成一個32位的整數(shù)，所以計算兩個IP地址之間的個數(shù)或者IP，其實就是計算兩個整數(shù)之間有多少個整數(shù)
只是IPV6對應(yīng)一個128位的整數(shù)，所以使用Java基本的數(shù)據(jù)類型long是無法存儲這么多位的數(shù)據(jù)的，需要采用了BigInteger