IP地址与UInt之间不得不说的故事
IP地址有很多种表示方式，比如原始的二进制，常用的点分十进制。但在涉及到一些有关IP的计算时，这两种表示方式的操作都不是很方便。本文介绍最近在网管项目中使用的uint型ip表示法。使用这种方式，不论是在IP地址的存储，还是计算处理上，都能得到立竿见影的效果。
首先贴出将IP转型为uint的代码：
1 /// <summary> 2 /// 将点分十进制格式的IP转换为UInt格式 3 /// </summary> 4 /// <param name="ipStr">IP的点分十进制表示</param> 5 /// <returns></returns> 6 private uint GetUIntFromIP(string ipStr) 7 { 8 if (String.IsNullOrEmpty(ipStr) || !IsIPAddress(ipStr)) return 0; 9 string[] ipArr = ipStr.Split('.'); 10 List<byte> ipIntArr = new List<byte>(); 11 foreach (var s in ipArr) 12 { 13 ipIntArr.Add(byte.Parse(s)); 14 } 15 uint result = 0; 16 for (int i = 0; i < 4; i++) 17 { 18 result += (uint)(ipIntArr[i] << (24 - i * 8)); 19 } 20 return result; 21 } 22 /// <summary> 23 /// 验证是否是正确的IP地址 24 /// </summary> 25 /// <param name="ipStr">IP字符串</param> 26 /// <returns></returns> 27 private bool IsIPAddress(string IpStr) 28 { 29 if (String.IsNullOrEmpty(IpStr)) return false; 30 Regex regText = new Regex(@"^((1?\d?\d|(2([0-4]\d|5[0-5])))\.){3}(1?\d?\d|(2([0-4]\d|5[0-5])))$"); 31 return regText.IsMatch(IpStr); 32 }
在上面的GetLongFromIP方法中，首先进行了简单的IP验证，然后将IP地址拆分成byte型的4段。循环中的关键代码 result += (ipUintArr[i] << (24 - i * 8)) 对IP地址的4段分别进行移位操作，再将结果相加。
我们知道，IP地址的最大值表示为：255.255.255.255，也就是其二进制表示的32位全为1。该最大值用上述方法处理后的结果为：4294967295。这正好是C#中uint值的最大值（C#中uint为32位无符号整数）。可以看到，用这种方式将IP地址转换为uint是再合适不过。
理解了上述代码，再将uint格式的IP转换为常见的点分十进制格式，就很简单了，基本上就是上述方法的逆运算：
1 /// <summary> 2 /// 将UInt格式的IP转换为点分十进制格式 3 /// </summary> 4 /// <param name="ip"></param> 5 /// <returns></returns> 6 private string GetIPStrFromUint(uint ip) 7 { 8 byte first = (byte)(ip >> 24); 9 byte second = (byte)((ip - (first << 24)) >> 16); 10 byte third = (byte)((ip - (second << 16) - (first << 24)) >> 8); 11 byte four = (byte)(ip - (second << 16) - (first << 24) - (third << 8)); 12 return String.Format("{0}.{1}.{2}.{3}", first, second, third, four); 13 }
掌握了IP地址与UInt格式的互转，会给我们在IP地址的处理上带来很多方便。比如常见的某一个网段之间的IP数量（这里的网段用开始IP和结束IP标识）：
1 /// <summary> 2 /// 获取网段之间的IP数量 3 /// </summary> 4 /// <param name="beginIP"></param> 5 /// <param name="endIP"></param> 6 /// <returns></returns> 7 private uint GetIPCountFromNet(string beginIP,string endIP) 8 { 9 if (String.IsNullOrEmpty(beginIP) || String.IsNullOrEmpty(endIP)) return 0; 10 return GetUIntFromIP(endIP) - GetUIntFromIP(beginIP) + 1; 11 }
再比如获取两个IP之间包含的IP地址列表：
1 /// <summary> 2 /// 获取两个IP之间的IP列表 3 /// </summary> 4 /// <param name="beginIP"></param> 5 /// <param name="lastIP"></param> 6 /// <returns></returns> 7 private IEnumerable<string> GetIPListFromNet(string beginIP, string lastIP) 8 { 9 if (String.IsNullOrEmpty(beginIP) || String.IsNullOrEmpty(lastIP)) yield return null; 10 11 uint beginAddress = GetUIntFromIP(beginIP); 12 uint lastAddress = GetUIntFromIP(lastIP); 13 uint temp = lastAddress - beginAddress; 14 for (uint i = 0; i <= temp; i++) 15 { 16 uint tempAddress = beginAddress + i; 17 //将UInt格式的IP转换为点分十进制表示 18 string ipAddress = GetIPStrFromUint(tempAddress); 19 yield return ipAddress; 20 } 21 }
另外，如果要查询一个IP地址是否属于某个网段，转换成UInt格式以后非常方便。而传统的Sql不会智能到可以判断 begin_ip<='xxx.xxx.xxx.xxx'<=end_ip。当然，也可以利用一些Sql内置函数实现此功能，只是相比本文提到的UInt方式，相对繁琐：
select count(id) from ip_net where right('000' + parsename('xxx.xxx.xxx.xxx',4),3) + right('000' + parsename('xxx.xxx.xxx.xxx',3),3) + right('000' + parsename('xxx.xxx.xxx.xxx',2),3) + right('000' + parsename('xxx.xxx.xxx.xxx',1),3) between right('000' + parsename(begin_ip,4),3) + right('000' + parsename(begin_ip,3),3) + right('000' + parsename(begin_ip,2),3) + right('000' + parsename(begin_ip,1),3) and right('000' + parsename(end_ip,4),3) + right('000' + parsename(end_ip,3),3) + right('000' + parsename(end_ip,2),3) + right('000' + parsename(end_ip,1),3)
