统计两个IP地址之间的IP个数

yanest 发布于2019-08-16 15:08 / 1226人阅读

摘要：问题求两个地址之间的个数，例如，之间的个数算法地址转换成数字数字转换成地址地址转换成数字数字转换成地址查找两个地址之间的原理无论是还是，它们其实都是对应整数值，但是为了方面人的理解和分析，对这个整数采用了某种格式化的方式进行

问题

求两个IP地址之间的IP个数，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之间的IP个数？

算法

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

public class IPCount {

    /**
      * IPv4地址转换成数字
      * @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;
    }
    
    /**
     * 数字转换成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地址转换成数字
     * @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;
    }
    
    /**
     * 数字转换成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;
    }
    
    /**
     * 查找两个IP地址之间的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

无论是IPV4还是IPV6，它们其实都是对应整数值，但是为了方面人的理解和分析，对这个整数采用了某种格式化的方式进行表示，比如IPV4是一个32的整数，采用点分十进制的格式表示，IPV6是一个128位的整数，采用冒分十六进制的个数表示，也就是说对于一个给定的32位整数，可以转换成一个IP地址，同样，对于一个给定的IP地址，可以转换成一个32位的整数，所以计算两个IP地址之间的个数或者IP，其实就是计算两个整数之间有多少个整数
只是IPV6对应一个128位的整数，所以使用Java基本的数据类型long是无法存储这么多位的数据的，需要采用了BigInteger

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