Вычисление списка подсетей, которые составляют данный диапазон IP
Я пытаюсь придумать и понять функцию IPv4Range (startIPAddr, endIPAddr) который вернет список диапазонов CIDR.
Например:
10.0.0.0 - 10.0.0.3 -> 10.0.0.0/30
10.0.0.0 - 10.0.0.6 -> 10.0.0.0/30, 10.0.0.4/31, 10.0.0.6/32
и даже более сложные случаи.
Ранее я нашел много примеров этого кода в сети, но некоторые из них не работают вообще, а остальные возвращают наименьшую общую подсеть (например, 10.0.0.0/29 содержит 10.0.0.0 — 10.0.0.4 но они не равны, так что это не то, что я ожидаю), а не весь диапазон.
Решение
Прежде всего, это не сайт, где можно получить рабочий код, не пытаясь что-то написать самостоятельно. Однако я объясню, как я бы подошел к этой проблеме, и дам вам код, который можно легко адаптировать к вашим потребностям.
Эта проблема проста, если у вас есть диапазоны, которые определяют одну область видимости, например 10.0.0.0 - 10.0.0.255 так что давайте получим что-то более сложное, например, 10.0.0.1 - 10.0.0.126, Этот диапазон действительно близок к 10.0.0.0/25 но не хватает / 32 на обоих концах, гарантируя, что вам потребуется 12 областей для заполнения этого диапазона.
Эта проблема может быть представлена так:
Start IP End IP
v v
-------|----------+----------------+---------------+-----------|------
^ . . ^
Subnet address . . Broadcast address
. . . .
. \________________________________/ .
. Provided Range .
. .
\_______________________________________________________/
Scope Range
Вы можете решить такие проблемы наиболее легко, используя подход «разделяй и властвуй». В этом случае (имея в виду, что маска подсети всегда имеет степень 2), мы можем разделить эту проблему (диапазон 10.0.0.1 - 10.0.0.126 с маской / 25) в двух меньших.
Start IP End IP
v v
-------|----------+---------------++---------------+-----------|------
^ || ^
Subnet address || Broadcast address
. || .
\__________________________/\___________________________/
. /X+1 /X+1 .
. .
\_______________________________________________________/
Scope prefix length: /X
Когда вы увеличиваете длину префикса, вы в основном делите область видимости на две части. Так что вместо того, чтобы иметь 10.0.0.0/25 теперь у вас есть 10.0.0.0/26 а также 10.0.0.64/26 и ваши два новых диапазона 10.0.0.1 - 10.0.0.63 а также 10.0.0.64 - 10.0.0.126, Вы продолжите разделять свои диапазоны до тех пор, пока:
- Ваш начальный IP-адрес равен адресу подсети а также Конечный IP равен адресу широковещательной рассылки
- Ваш диапазон настолько мал, что вы не можете разделить его дальше (/ 32).
Это код, который я собрал для этого. Все вычисления выполняются на десятичном представлении IP-адреса (не точечно-десятичного), поэтому первые две функции преобразуют string с IP в десятичном виде с точками в long и наоборот:
#include <sstream>
long str_to_long(string ip){
stringstream s(ip);
int o1, o2, o3, o4;
char ch;
s >> o1 >> ch >> o2 >> ch >> o3 >> ch >> o4;
long ip_long = 0;
ip_long = 0 | (o1 << 24) | (o2 << 16) | (o3 << 8) | o4;
return ip_long;
}
string long_to_str(long ip){
stringstream tmp;
tmp << to_string((long long) ip >> 24 & 0xFF).c_str() << '.';
tmp << to_string((long long) ip >> 16 & 0xFF).c_str() << '.';
tmp << to_string((long long) ip >> 8 & 0xFF).c_str() << '.';
tmp << to_string((long long) ip & 0xFF).c_str();
return tmp.str();
}
Основная функция занимает два (long) аргументы — Start IP и End IP — и распечатывает необходимые подсети.
void subnets(long start_ip, long end_ip){
int host_bits = 0, host_mask = 0;
long tmp = start_ip ^ end_ip;
while(tmp != 0){
tmp = tmp >> 1;
host_bits++;
}
host_mask = (unsigned long)-1 >> (32 - host_bits);
long network_addr = start_ip & (-1 ^ host_mask);
long broadcast_addr = start_ip | host_mask;
if(host_bits > 1){
long split_low = (network_addr | host_mask >> 1);
long split_high =(broadcast_addr & (-1 ^ host_mask >> 1));
if(start_ip != network_addr || end_ip != broadcast_addr){
subnets(start_ip, split_low);
subnets(split_high, end_ip);
}else{
cout << long_to_str(start_ip) << "/" << 32-host_bits << endl;
}
}else{
cout << long_to_str(start_ip) << "/" << 32-host_bits << endl;
}
}
Вы можете принять это, чтобы поместить подсети в вектор (или что угодно) вместо того, чтобы печатать их в cout. Поэтому, когда мы запускаем это с диапазоном, который я упомянул в начале subnets(str_to_long("10.0.0.1"), str_to_long("10.0.0.126")) Вы получите точный список из 12 подсетей, составляющих этот диапазон.
10.0.0.1/32
10.0.0.2/31
10.0.0.4/30
10.0.0.8/29
10.0.0.16/28
10.0.0.32/27
10.0.0.64/27
10.0.0.96/28
10.0.0.112/29
10.0.0.120/30
10.0.0.124/31
10.0.0.126/32
Другие решения