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判断两个IP地址是否在同一个网段中

发布时间：2020-12-14 02:08:46 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：功能点 判断某个IP地址是否合法 判断两个IP地址是否在同一个网段中 判断两个IP地址的大小关系 知识准备 IP协议 子网掩码 Java 正则表达式 基本原理 IP地址范围 0.0.0.0～ 255.255.255.255，包括了mask地址。 IP地址划分 A类地址：1.0.0.1～126.255.255.254 B
功能点
  • 判断某个IP地址是否合法
  • 判断两个IP地址是否在同一个网段中
  • 判断两个IP地址的大小关系
知识准备
  • IP协议
  • 子网掩码
  • Java
  • 正则表达式

基本原理

IP地址范围
0.0.0.0～ 255.255.255.255，包括了mask地址。

IP地址划分
  • A类地址：1.0.0.1～126.255.255.254
  • B类地址：128.0.0.1～191.255.255.254
  • C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255
  • D类地址：224.0.0.1～239.255.255.254
  • E类地址：240.0.0.1～255.255.255.254
判断两个IP地址是否是同一个网段中
要判断两个IP地址是不是在同一个网段，就将它们的IP地址分别与子网掩码做与运算，得到的结果一网络号，如果网络号相同，就在同一子网，否则，不在同一子网。
例：假定选择了子网掩码255.255.254.0，现在分别将上述两个IP地址分别与掩码做与运算，如下图所示：
211.95.165.24 11010011 01022222 10100101 00011000
255.255.254.0 22222111 22222111 222221110 00000000
与的结果是: 11010011 01022222 10100100 00000000

211.95.164.78 11010011 01022222 10100100 01001110
255.255.254.0 22222111 22222111 222221110 00000000
与的结果是: 11010011 01022222 10100100 00000000
可以看出,得到的结果(这个结果就是网络地址)都是一样的，因此可以判断这两个IP地址在同一个子网。

如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络的子网掩码为255.255.255.0，缺省情况子网掩码为255.255.255.0

实现
以Java语言实现，主要针对IPv4地址。
代码实现如下（包括注释）：
[java] view plain copy
  1. packageorg.slive.net;
  3. importjava.net.UnknownHostException;
  4. importjava.util.regex.Pattern;
  6. /**
  7. *<pre>
  8. *IP地址范围：
  9. *0.0.0.0～255.255.255.255，包括了mask地址。
  10. *
  11. *IP地址划分:
  12. *A类地址：1.0.0.1～126.255.255.254
  13. *B类地址：128.0.0.1～191.255.255.254
  14. *C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255
  15. *D类地址：224.0.0.1～239.255.255.254
  16. *E类地址：240.0.0.1～255.255.255.254
  17. *
  18. *如何判断两个IP地址是否是同一个网段中:
  19. *要判断两个IP地址是不是在同一个网段，就将它们的IP地址分别与子网掩码做与运算，得到的结果一网络号，如果网络号相同，就在同一子网，否则，不在同一子网。
  20. *例：假定选择了子网掩码255.255.254.0，现在分别将上述两个IP地址分别与掩码做与运算，如下图所示：
  21. *211.95.165.2411010011010222221010010100011000
  22. *255.255.254.0222222222222222222221111000000000
  23. *与的结果是:11010011010222221010010000000000
  24. *211.95.164.7811010011010222221010010001001110
  25. *可以看出,得到的结果(这个结果就是网络地址)都是一样的，因此可以判断这两个IP地址在同一个子网。
  26. *如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络的子网掩码为255.255.255.0，缺省情况子网掩码为255.255.255.0
  27. *@authorSlive
  28. */
  29. publicclassIpV4Util
  30. {
  31. //IpV4的正则表达式，用于判断IpV4地址是否合法
  32. privatestaticfinalStringIPV4_REGEX="((d|[1-9]d|1d{2}|2[0-4]d|25[0-5])(.(d|[1-9]d|1d{2}|2[0-4]d|25[0-5])){3})";
  33. //系统子网掩码，它与ip组成一个地址
  34. intmask;
  35. //1代表A类，2代表B类，3代表C类；4代表其它类型
  36. finalintIP_A_TYPE=1;
  37. intIP_B_TYPE=2;
  38. intIP_C_TYPE=3;
  39. intIP_OTHER_TYPE=4;
  40. //A类地址范围：1.0.0.1---126.255.255.254
  41. int[]IpATypeRange;
  42. //B类地址范围：128.0.0.1---191.255.255.254
  43. int[]IpBTypeRange;
  44. //C类地址范围：192.168.0.0～192.168.255.255
  45. int[]IpCTypeRange;
  46. //A,B,C类地址的默认mask
  47. intDefaultIpAMask;
  48. intDefaultIpBMask;
  49. intDefaultIpCMask;
  50. //初始化
  51. static
  52. {
  53. IpATypeRange=newint[2];
  54. IpATypeRange[0]=getIpV4Value("1.0.0.1");
  55. IpATypeRange[1]=getIpV4Value("126.255.255.254");
  56. IpBTypeRange= IpBTypeRange[0]=getIpV4Value("128.0.0.1");
  57. IpBTypeRange[1]=getIpV4Value("191.255.255.254");
  58. IpCTypeRange= IpCTypeRange[0]=getIpV4Value("192.168.0.0");
  59. IpCTypeRange[1]=getIpV4Value("192.168.255.255");
  60. DefaultIpAMask=getIpV4Value("255.0.0.0");
  61. DefaultIpBMask=getIpV4Value("255.255.0.0");
  62. DefaultIpCMask=getIpV4Value("255.255.255.0");
  63. }
  64. *默认255.255.255.0
  65. */
  66. publicIpV4Util()
  67. mask=getIpV4Value("255.255.255.0");
  68. *@parammask任意的如"255.255.254.0"等格式，如果格式不合法，抛出UnknownError异常错误
  69. publicIpV4Util(Stringmasks)
  70. mask=getIpV4Value(masks);
  71. if(mask==0)
  72. thrownewUnknownError();
  73. }
  74. intgetMask()
  75. returnmask;
  76. /**
  77. *比较两个ip地址是否在同一个网段中，如果两个都是合法地址，两个都是非法地址时，可以正常比较；
  78. *如果有其一不是合法地址则返回false；
  79. *注意此处的ip地址指的是如“192.168.1.1”地址，并不包括mask
  80. *@return
  81. booleancheckSameSegment(Stringip1,Stringip2)
  82. returncheckSameSegment(ip1,ip2,mask);
  83. *比较两个ip地址是否在同一个网段中，如果两个都是合法地址，两个都是非法地址时，可以正常比较；
  84. *如果有其一不是合法地址则返回false；
  85. *注意此处的ip地址指的是如“192.168.1.1”地址
  86. *@return
  87. intmask)
  88. //判断IPV4是否合法
  89. if(!ipV4Validate(ip1))
  90. returnfalse;
  91. if(!ipV4Validate(ip2))
  92. intipValue1=getIpV4Value(ip1);
  93. intipValue2=getIpV4Value(ip2);
  94. return(mask&ipValue1)==(mask&ipValue2);
  95. booleancheckSameSegmentByDefault(Stringip1,Stringip2)
  96. intmask=getDefaultMaskValue(ip1);//获取默认的Mask
  97. *获取ip值与mask值与的结果
  98. *@paramipV4
  99. *@return32bit值
  100. intgetSegmentValue(StringipV4)
  101. intipValue=getIpV4Value(ipV4);
  102. return(mask&ipValue);
  103. *获取ip值与mask值与的结果
  104. *@paramipV4
  105. *@return32bit值
  106. intgetSegmentValue(Stringip,153); background-color:inherit; font-weight:bold">intipValue=getIpV4Value(ip);
  107. return(mask&ipValue);
  108. *判断ipV4或者mask地址是否合法，通过正则表达式方式进行判断
  109. *@paramipv4
  110. booleanipV4Validate(Stringipv4)
  111. returnipv4Validate(ipv4,IPV4_REGEX);
  112. booleanipv4Validate(Stringaddr,Stringregex)
  113. if(addr==null)
  114. else
  115. returnPattern.matches(regex,addr.trim());
  116. *比较两个ip地址，如果两个都是合法地址，则1代表ip1大于ip2，-1代表ip1小于ip2,0代表相等；
  117. *如果有其一不是合法地址，如ip2不是合法地址，则ip1大于ip2，返回1，反之返回-1；两个都是非法地址时，则返回0；
  118. intcompareIpV4s(Stringip1,153); background-color:inherit; font-weight:bold">intresult=0;
  119. intipValue1=getIpV4Value(ip1);//获取ip1的32bit值
  120. intipValue2=getIpV4Value(ip2);//获取ip2的32bit值
  121. if(ipValue1>ipValue2)
  122. result=-1;
  123. elseif(ipValue1<=ipValue2)
  124. result=returnresult;
  125. *检测ipV4的类型，包括A类，B类，C类，其它（C,D和广播）类等
  126. *@return返回1代表A类，返回2代表B类，返回3代表C类；返回4代表D类
  127. intcheckIpV4Type(StringipV4)
  128. intinValue=getIpV4Value(ipV4);
  129. if(inValue>=IpCTypeRange[0]&&inValue<=IpCTypeRange[1])
  130. returnIP_C_TYPE;
  131. if(inValue>=IpBTypeRange[0]&&inValue<=IpBTypeRange[returnIP_B_TYPE;
  132. if(inValue>=IpATypeRange[0]&&inValue<=IpATypeRange[returnIP_A_TYPE;
  133. returnIP_OTHER_TYPE;
  134. *获取默认mask值，如果IpV4是A类地址，则返回{@linkplain#DefaultIpAMask}，
  135. *如果IpV4是B类地址，则返回{@linkplain#DefaultIpBMask}，以此类推
  136. *@paramanyIpV4任何合法的IpV4
  137. *@returnmask32bit值
  138. intgetDefaultMaskValue(StringanyIpV4)
  139. intcheckIpType=checkIpV4Type(anyIpV4);
  140. intmaskValue=switch(checkIpType)
  141. caseIP_C_TYPE:
  142. maskValue=DefaultIpCMask;
  143. break;
  144. caseIP_B_TYPE:
  145. maskValue=DefaultIpBMask;
  146. break;
  147. caseIP_A_TYPE:
  148. maskValue=DefaultIpAMask;
  149. default:
  150. maskValue=DefaultIpCMask;
  151. returnmaskValue;
  152. *获取默认mask地址，A类地址对应255.0.0.0，B类地址对应255.255.0.0，
  153. *C类及其它对应255.255.255.0
  154. *@paramanyIp
  155. *@returnmask字符串表示
  156. staticStringgetDefaultMaskStr(StringanyIp)
  157. returntrans2IpStr(getDefaultMaskValue(anyIp));
  158. *将ip32bit值转换为如“192.168.0.1”等格式的字符串
  159. *@paramipValue32bit值
  160. staticStringtrans2IpStr(intipValue)
  161. //保证每一位地址都是正整数
  162. return((ipValue>>24)&0xff)+"."+((ipValue>>16)&8)&0xff)+"."+(ipValue&0xff);
  163. *将ipbyte数组值转换为如“192.168.0.1”等格式的字符串
  164. *@paramipBytes32bit值
  165. staticStringtrans2IpV4Str(byte[]ipBytes)
  166. //保证每一位地址都是正整数
  167. return(ipBytes[0]&0xff)+"."+(ipBytes[1]&2]&3]&0xff);
  168. intgetIpV4Value(StringipOrMask)
  169. byte[]addr=getIpV4Bytes(ipOrMask);
  170. intaddress1=addr[0xFF;
  171. address1|=((addr[2]<<0xFF00);
  172. address1|=((addr[1]<<0xFF0000);
  173. 0]<<0xFF000000);
  174. returnaddress1;
  175. byte[]getIpV4Bytes(StringipOrMask)
  176. try
  177. String[]addrs=ipOrMask.split(".");
  178. intlength=addrs.length;
  179. byte[]addr=byte[length];
  180. for(intindex=0;index<length;index++)
  181. addr[index]=(byte)(Integer.parseInt(addrs[index])&returnaddr;
  182. catch(Exceptione)
  183. byte[4];
  184. }

应用
copy
    voidmain(String[]args)throwsUnknownHostException
  1. //判断ip两个地址的大小关系
  2. Stringip1="10.8.9.116";
  3. Stringip2="10.8.9.10";
  4. System.out.println("ip1大于ip2?"+(compareIpV4s(ip1,ip2)>0));
  5. Stringip3="10.8.8.116";
  6. Stringip4="10.10.9.10";
  7. System.out.println("ip3大于ip4？"+(compareIpV4s(ip3,ip4)>0));
  8. //判断ip两个地址是否是同一个网段
  9. intmask1=getIpV4Value("255.255.255.0");
  10. intmask2=getIpV4Value("255.255.0.0");
  11. System.out.println("ip1和ip2在同一个网段中？"+(checkSameSegment(ip1,mask1)));
  12. System.out.println("ip3和ip4在同一个网段中？"+(checkSameSegment(ip3,ip4,mask2)));
  13. //判断ip5是否在ip1和ip2范围中
  14. Stringip5="10.8.8.8";
  15. //假设ip1和ip2在同一个网段中，并且ip1为起始地址，ip2为结束地址，ip1<=1
  16. //比较ip1与ip5是否在同一个网段中
  17. if(checkSameSegment(ip1,ip5,mask1))
  18. if(((compareIpV4s(ip5,ip1))>=0)&&(compareIpV4s(ip5,ip2)<=0))
  19. System.out.println("ip5在ip1-ip2范围内");
  20. if((compareIpV4s(ip5,ip1))< System.out.println("ip5不在ip1-ip2范围内，因为ip5小于ip1");
  21. else
  22. System.out.println("ip5不在ip1-ip2范围内，因为ip5大于ip2");
  23. System.out.println("ip5不在ip1-ip2范围内，因为ip5不在ip1的网段中");
  24. }

总结
  • 了解正在表达式，并懂得编写判断IP地址是否合法的表达式
  • 了解判断IpV4地址是否在同一个网段的原理，并能够用Java语言实现

优化与扩展
  • 另一种判断IpV4地址合法性的方法(不通过正在表达式)
  • 判断IpV4是否是A类地址，或者B类地址，又或者是广播地址等
  • 多个IpV4地址是否在同一个网段中
  • 客户端，服务器端安全策略实现——限制特点的用户IP登录系统

（编辑：李大同）

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