解析CIDR表示的IP段表示的范围

需求：给定一个ip：172.28.68.0和一个CIDR格式的ip配置项ipConfig="172.28.64.0/22,172.28.72.11;172.16.0.0/12,172.28.80.27"，判断该IP是在哪个cidr表示的地址段，并获取cidr格式后面的一个ip地址。 
    首先，要对cidr表示法要有所了解。 
    例如：172.28.64.0/22表示前22位不变，用1表示，后10位表示网络主机范围，相应的掩码表示为：11111111 11111111 11111100 00000000即该CIDR的掩码为：255.255.252.0 

    然后根据公式计算地址范围： 
   

• 
  
•     
• 网络地址 = IP address & Mask    
• 网络广播地址 = Network address + Mask反码    
• 地址范围 = { 网络地址， 网络地址 + Mask反码}   

    例如： 
        IP address = 200.6.12.55,Mask = 255.255.248.0 
        网络地址 = 200.6.12.55 &  255.255.248.0 = 200.6.8.0 
        地址范围 = {200.6.8.0,200.6.15.255} 
    确定范围后如何快速判断一个IP是否在该CIDR表示的范围内？这里用的技巧是把ip转换为256进制的数，再看该IP是否在范围内。 

 

Java代码  

1. /** 
2.  *  
3.  */  
4. package com.zrf.ip;  
5.   
6. import java.util.HashMap;  
7. import java.util.Map;  
8.   
9. /** 
10.  * @author zhongrunfu 
11.  * 日期：2014-10-28 
12.  * 描述：根据某个IP，查找相应的CIDR IP地块，以及目标主机地址 
13.  *  
14.  */  
15. public class IpRouter {  
16.     /**最大IP的256进制LONG值的KEY*/  
17.     public static final String CIDR_MAX_IP = "CIDR_MAX_IP";  
18.     /**最小IP的256进制LONG值的KEY*/  
19.     public static final String CIDR_MIN_IP = "CIDR_MIN_IP";  
20.     /* 
21.      * cidrIp与目标IP映射表 
22.      * 例如：configIp = 172.38.64.0/22,172.28.72.11 
23.      * key=172.38.64.0/22 
24.      * value=172.28.72.11 
25.      */  
26.     private Map cidrIpToTargetIp;  
27.     /* 
28.      * cidrIp表示的范围 
29.      * 用256进制值表示最大最小值 
30.      * 其中包括非法IP（主机ID全为0或1的IP） 
31.      * 例如：cidrIp = 172.38.64.0/22 
32.      * value = Map,MAP 
33.      */  
34.     private Map cidrIpBlock;  
35.     /* 
36.      * CIDR IP 数组 
37.      * 例如：[172.28.64.0/22,172.16.0.0/12] 
38.      */  
39.     private String[] cidrIps;  
40.     /** 
41.      * 构造方法 
42.      *  
43.      * @param bindIpConfig 配置项 
44.      * 例如：172.28.64.0/22,172.28.72.11;172.16.0.0/12,172.28.80.27 
45.      */  
46.     public IpRouter(String bindIpConfig){  
47.         this.init(bindIpConfig);//初始化  
48.     }  
49.     /** 
50.      * 获取目标IP 
51.      * 如果CIDR格式的IP段有重复，则返回首个地址 
52.      * @param ip 给定的IP地址 
53.      * @return 
54.      */  
55.     public String rout(String ip){  
56.         if(ip==null||"".equals(ip.trim())){  
57.             return null;  
58.         }  
59.         long ipValue = this.ipToNumeric(ip);//IP转换为256进制值  
60.         String cidrIp = "";  
61.         for(int i=0,len=this.cidrIps.length;i
62.             cidrIp = this.cidrIps[i];  
63.             if(this.isInBlock(ipValue, (Map)this.cidrIpBlock.get(cidrIp))){  
64.                 return (String)this.cidrIpToTargetIp.get(cidrIp);  
65.             }  
66.         }  
67.         return null;  
68.     }  
69.     /* 
70.      * 判断是否在给定的范围内 
71.      *   
72.      * @param ipValue 判断的IP 
73.      * @param blockMap IP值范围 
74.      * @return 如果是返回true,否则返回false 
75.      */  
76.     private boolean isInBlock(long ipValue,Map blockMap){  
77.         Long maxIpValue = (Long)blockMap.get(IpRouter.CIDR_MAX_IP);  
78.         Long minIpValue = (Long)blockMap.get(IpRouter.CIDR_MIN_IP);  
79.         return (ipValue>=minIpValue.longValue())&&(ipValue<=maxIpValue.longValue());  
80.     }  
81.     /* 
82.      * 初始化  
83.      * @param bindIpConfig 格式172.28.64.0/22,172.28.72.11;172.16.0.0/12,172.28.80.27 
84.      */  
85.     private void init(String bindIpConfig){  
86.         this.print("初始化开始--------->");  
87.         long time = System.currentTimeMillis();  
88.         if(bindIpConfig==null||"".equals(bindIpConfig.trim())){  
89.             throw new RuntimeException("参数不能为空");  
90.         }  
91.         this.print("");  
92.         String[] bindIps = bindIpConfig.split(";");  
93.         if(bindIps==null||bindIps.length==0){  
94.             throw new RuntimeException("参数格式不正确，必须像以下格式x.x.x.x/n,a.a.a.a;x.x.x.x/n;b.b.b.b");  
95.         }  
96.         int len = bindIps.length;  
97.         this.cidrIps = new String[len];//----  
98.         this.cidrIpBlock = new HashMap();//----  
99.         this.cidrIpToTargetIp = new HashMap();//----  
100.         String[] cidrIpTargetIp = null;  
101.         for(int i=0;i
102.             this.print("02--开始按,号分割["+bindIps[i]+"]");  
103.             cidrIpTargetIp = bindIps[i].split(",");//分割CIDR与目标IP地址  
104.             if(cidrIpTargetIp==null||cidrIpTargetIp.length!=2){  
105.                 throw new RuntimeException("参数格式不正确,CIDR地址与目标IP地址需要逗号分格,例如：x.x.x.x/n,a.a.a.a");  
106.             }  
107.             cidrIps[i] = cidrIpTargetIp[0];//CIDR地址  
108.             this.cidrIpToTargetIp.put(cidrIpTargetIp[0], cidrIpTargetIp[1]);//-->map  
109.             this.initCidrIpBlock(cidrIpTargetIp[0]);  
110.         }  
111.         this.print("初始化完成---->共花费时间（毫秒）:"+(System.currentTimeMillis()-time));  
112.     }  
113.     /* 
114.      * 初始化CIDR IP范围 
115.      * @param cidrIp 例如：x.x.x.x/n 
116.      */  
117.     private void initCidrIpBlock(String cidrIp){  
118.         this.print("初始化CIDR IP范围，CIDR IP=["+cidrIp+"]");  
119.         if(cidrIp==null||"".equals(cidrIp.trim())){  
120.             throw new RuntimeException("["+cidrIp+"]参数格式不正确，CIDR地址部分为空");  
121.         }  
122.         String[] ipIds = cidrIp.split("\\/");  
123.         if(ipIds==null||ipIds.length!=2){  
124.             throw new RuntimeException("["+cidrIp+"]参数格式不正确，CIDR地址格式不正确，正确格式为x.x.x.x/n");  
125.         }  
126.         int num = Integer.parseInt(ipIds[1]);  
127.         if(num>32||num<4){  
128.             throw new RuntimeException("["+cidrIp+"]参数格式不正确，CIDR地址格式不正确，网络ID值必须在（4,32）范围内");  
129.         }  
130.         //TODO  
131.         String networkId = this.getNetworkId(cidrIp);  
132.         String maxIpAddres = this.getMaxIpAddres(networkId, this.getMaskRevert(num));  
133.         Map map = new HashMap();  
134.         map.put(IpRouter.CIDR_MAX_IP, Long.valueOf(this.ipToNumeric(maxIpAddres)));  
135.         map.put(IpRouter.CIDR_MIN_IP, Long.valueOf(this.ipToNumeric(networkId)));  
136.         this.cidrIpBlock.put(cidrIp, map);//cidr ip范围  
137.         this.print("["+cidrIp+"]IP 256进制值范围为["+map.get(IpRouter.CIDR_MIN_IP)+","+map.get(IpRouter.CIDR_MAX_IP)+"]");  
138.         this.print("["+cidrIp+"]IP 范围为["+networkId+","+maxIpAddres+"]");  
139.     }  
140.     /* 
141.      * 获取网络ID，即也是CIDR表示的最小IP 
142.      * @param ipCidr CIDR法表示的IP，例如：172.16.0.0/12 
143.      * @return 网络ID，即也是CIDR表示的最小IP 
144.      */  
145.     private String getNetworkId(String ipCidr){  
146.         String[] ipMaskLen = ipCidr.split("\\/");  
147.         String mask = this.getMask(Integer.parseInt(ipMaskLen[1]));  
148.         String[] ips = ipMaskLen[0].split("\\.");  
149.         String[] masks = mask.split("\\.");  
150.         StringBuffer sb = new StringBuffer();  
151.         for(int i=0;i<4;i++){  
152.             sb.append(Integer.parseInt(ips[i])&Integer.parseInt(masks[i]));  
153.             if(i!=3){  
154.                 sb.append(".");  
155.             }  
156.         }  
157.         return sb.toString();  
158.     }  
159.     /* 
160.      * 获取掩码 
161.      * @param maskLength 网络ID位数 
162.      * @return 
163.      */  
164.     private String getMask(int maskLength){  
165.         int binaryMask = 0xFFFFFFFF << (32 - maskLength);  
166.         StringBuffer sb = new StringBuffer();  
167.         for(int shift=24;shift>0;shift-=8){  
168.             sb.append(Integer.toString((binaryMask>>>shift)&0xFF));  
169.             sb.append(".");  
170.         }  
171.         sb.append(Integer.toString(binaryMask&0xFF));  
172.         return sb.toString();  
173.     }  
174.     /* 
175.      * 获取IP最大值 
176.      * @param netId 网络ID 
177.      * @param maskReverse 掩码反码 
178.      * @return 
179.      */  
180.     private String getMaxIpAddres(String netId,String maskReverse){  
181.         String[] netIdArray = netId.split("\\.");  
182.         String[] maskRevertArray = maskReverse.split("\\.");  
183.         StringBuffer sb = new StringBuffer();  
184.         for(int i=0,len=netIdArray.length;i
185.             sb.append(Integer.parseInt(netIdArray[i])+Integer.parseInt(maskRevertArray[i]));  
186.             if(i!=len-1){  
187.                 sb.append(".");  
188.             }  
189.         }  
190.         return sb.toString();  
191.     }  
192.     /* 
193.      * 获取掩码整型数组  
194.      * @param maskLength 网络ID位数 
195.      * @return 
196.      */  
197.     private int[] getmaskArray(int maskLength){  
198.         int binaryMask = 0xFFFFFFFF << (32 - maskLength);  
199.         int[] mask = new int[4];  
200.         for(int shift=24,k=0;shift>0;shift-=8){  
201.             mask[k] = (binaryMask>>>shift)& 0xFF;  
202.             k++;  
203.         }  
204.         mask[3] = binaryMask & 0xFF;  
205.         return mask;  
206.     }  
207.     /* 
208.      * 获取掩码的反码  
209.      * @param maskLength 网络ID位数 
210.      * @return 
211.      */  
212.     private String getMaskRevert(int maskLength){  
213.         int binaryMask = 0xFFFFFFFF << (32 - maskLength);  
214.         binaryMask = binaryMask ^ 0xFFFFFFFF;  
215.         StringBuffer sb = new StringBuffer(15);  
216.         for(int shift=24;shift>0;shift-=8){  
217.             sb.append(Integer.toString((binaryMask>>>shift)&0xFF));  
218.             sb.append(".");  
219.         }  
220.         sb.append(Integer.toString(binaryMask&0xFF));  
221.         return sb.toString();  
222.     }  
223.     /* 
224.      * IP地址转换为一个256进制的long整数  
225.      * @param ip 
226.      * @return 
227.      */  
228.     private long ipToNumeric(String ip){  
229.         String[] ips = ip.split("\\.");  
230.         Long[] ipLong = new Long[4];  
231.         for(int i=0,len=ips.length;i
232.             ipLong[i] = Long.parseLong(ips[i]);  
233.         }  
234.         long result = ipLong[3] & 0xFF;  
235.         result |= ((ipLong[2]<<8)) & 0xFF00;  
236.         result |= ((ipLong[1]<<16)) & 0xFF0000;  
237.         result |= ((ipLong[0]<<24)) & 0xFF000000;  
238.         return result;  
239.     }  
240.     /* 
241.      * 十进制转二进制 
242.      * @param n 
243.      * @return 
244.      */  
245.     private String toBinary(int n){  
246.         return Integer.toBinaryString(n);  
247.     }  
248.     /* 
249.      * 二进制转十进制 
250.      * @param bit 
251.      * @return 
252.      */  
253.     private int binaryToTen(String bit){  
254.         return Integer.valueOf(bit,2);  
255.     }  
256.       
257.     private void print(Object obj){  
258.         System.out.println(obj);  
259.     }  
260.     /** 
261.      * @param args 
262.      */  
263.     public static void main(String[] args) {  
264.         // TODO Auto-generated method stub  
265.         String ipConfig = "172.28.64.0/22,172.28.72.11;172.16.0.0/12,172.28.80.27";  
266.         String ip = "172.28.68.0";  
267.         IpRouter router = new IpRouter(ipConfig);  
268.         long time = System.currentTimeMillis();  
269.         router.print("请求地址："+ip);  
270.         router.print("目标地址："+router.rout(ip));  
271.         router.print("共花费时间（毫秒）："+(System.currentTimeMillis()-time));  
272.           
273.         router.print("-----------------------------");  
274.         String ipCidr = "172.28.64.0/22";  
275.         int num = 22;  
276.         router.print("CIDR IP:["+ipCidr+"]");  
277.           
278.         String mask = router.getMask(num);  
279.         router.print("掩码:["+mask+"]");  
280.           
281.         int[] getmaskArray = router.getmaskArray(num);  
282.         router.print("掩码整型数组:["+getmaskArray+"]");  
283.           
284.         String networkId = router.getNetworkId(ipCidr);  
285.         router.print("网络ID（最小IP）:["+networkId+"]");  
286.           
287.         String maskRevert = router.getMaskRevert(num);  
288.         router.print("掩码:["+mask+"]"+"的反码:["+maskRevert+"]");  
289.           
290.         String maxIpAddres = router.getMaxIpAddres(networkId, maskRevert);  
291.         router.print("最大IP地址:["+maxIpAddres+"]");  
292.           
293.         long minIpValue = router.ipToNumeric(networkId);  
294.         long maxIpValue = router.ipToNumeric(maxIpAddres);  
295.         router.print("["+ipCidr+"]IP 256进制值范围为["+minIpValue+","+maxIpValue+"]");  
296.     }  
297. } 

 

转自：http://zhongrf.iteye.com/blog/2153853。谢谢！