CN103581358A - Ip地址列表匹配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IP地址列表匹配方法及装置，涉及网络通信技术领域，所述方法包括以下步骤：S1：获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；S2：将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。本发明通过将IP地址列表设置为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接，由于双向链表中各节点使用的是非连续内存，从而提高了网络设备的内存使用效率，并且排除了分配一大段连续的存储空间失败带来的风险。

Description

IP地址列表匹配方法及装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种IP地址列表匹配方法及装置。
背景技术
网络设备在进行网络通信时，经常需要将某一IP地址与IP地址列表进行匹配（例如，网络设备为负载均衡设备时，负载均衡设备需要将IP地址与互联网服务提供商ISP的网络地址列表进行匹配，以选择对应的ISP）。
由于现有的IP地址列表匹配方法为了保证匹配效率，需要占用网络设备的内存中一大段连续的存储空间，从而降低了网络设备的内存使用效率，并且存在分配一大段连续的存储空间失败带来的风险。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提高网络设备的内存使用效率，并且排除分配一大段连续的存储空间失败带来的风险。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种IP地址列表匹配方法，所述方法包括以下步骤：
S1：获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；
S2：将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。
其中，步骤S1包括：
S101：接收所有合法IP地址段，并将所述合法IP地址段中存在交集的IP地址进行合并处理；
S102：将合并处理后的IP地址按照大小进行排序，将IP地址作为节点按照排序结果生成IP地址列表。
其中，步骤S102中，按照从小到大进行排序。
其中，步骤S2包括：
S201：获取所述IP地址列表的长度N，所述N为大于1的整数，所述IP地址列表的第一个节点为起始节点，所述IP地址列表的最后一个节点为末尾节点；
S202：选择所述IP地址列表中的一个节点作为当前节点；
S203：设所述当前节点的序号为X，所述当前节点与所述待匹配IP地址进行匹配，若匹配成功，则直接结束流程，否则执行步骤S204；
S204：判断查找方向是否发生变化过，若是，则执行步骤S208，否则执行步骤S205；
S205：判断所述待匹配IP地址是否在所述当前节点之前，若是，则执行步骤S206，否则执行步骤S207；
S206：判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则记录当前查找方向为逆向，将当前节点作为新的末尾节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000021
个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；若否，则将所述IP地址列表中的第X-1个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；
S207：判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则将所述IP地址列表中的第X+1个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；若否，则记录当前查找方向为正向，将当前节点作为新的起始节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000022
个节点作为新的当前节点，返回步骤S203，当
Figure BDA0000398236520000023
不为整数时，则对
Figure BDA0000398236520000024
采用向上取整或四舍五入取整；
S208：沿当前查找方向对所述IP地址列表进行顺序查找，直至查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点、起始节点或末尾节点时，结束流程。
其中，步骤S202中，选择所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000031
个节点作为当前节点，当不为整数时，则对
Figure BDA0000398236520000033
采用向上取整或四舍五入取整。
本发明还公开了一种IP地址列表匹配装置，所述装置包括：
列表获取模块，用于获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；
地址匹配模块，用于将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。
其中，所述列表获取模块包括：
合并处理子模块，用于接收所有合法IP地址段，并将所述合法IP地址段中存在交集的IP地址进行合并处理；
排序生成子模块，用于将合并处理后的IP地址按照大小进行排序，将IP地址作为节点按照排序结果生成IP地址列表。
其中，排序生成子模块中，按照从小到大进行排序。
其中，地址匹配模块包括：
长度获取子模块，用于获取所述IP地址列表的长度N，所述N为大于1的整数，所述IP地址列表的第一个节点为起始节点，所述IP地址列表的最后一个节点为末尾节点；
选择子模块，用于选择所述IP地址列表中的一个节点作为当前节点；
匹配子模块，用于设所述当前节点的序号为X，所述当前节点与所述待匹配IP地址进行匹配；
查找方向判断子模块，用于判断查找方向是否发生变化过；
方位判断子模块，用于判断所述待匹配IP地址是否在所述当前节点之前；
第一奇偶判断子模块，用于判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则记录当前查找方向为逆向，将当前节点作为新的末尾节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000034
个节点作为新的当前节点；若否，则将所述IP地址列表中的第X-1个节点作为新的当前节点；
第二奇偶判断子模块，用于判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则将所述IP地址列表中的第X+1个节点作为新的当前节点；若否，则记录当前查找方向为正向，将当前节点作为新的起始节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000041
个节点作为新的当前节点，当
Figure BDA0000398236520000042
不为整数时，则对采用向上取整或四舍五入取整；
顺序查找子模块，用于沿当前查找方向对所述IP地址列表进行顺序查找，直至查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点、起始节点或末尾节点。
其中，所述选择子模块中，选择所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000044
个节点作为当前节点，当
Figure BDA0000398236520000045
不为整数时，则对
Figure BDA0000398236520000046
采用向上取整或四舍五入取整。
（三）有益效果
本发明通过将IP地址列表设置为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接，由于双向链表中各节点使用的是非连续内存，从而提高了网络设备的内存使用效率，并且排除了分配一大段连续的存储空间失败带来的风险。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的IP地址列表匹配方法的流程图；
图2是图1所示的IP地址列表匹配方法中步骤S2的具体流程图；
图3a是长度N=4时，IP地址列表的结构示意图；
图3b是长度N=5时，IP地址列表的结构示意图；
图3c是长度N=6时，IP地址列表的结构示意图；
图3d是长度N=7时，IP地址列表的结构示意图；
图3e是长度N=8时，IP地址列表的结构示意图；
图4是本发明一种实施方式的IP地址列表匹配装置的结构框图；
图5是图4所示的IP地址列表匹配装置中地址匹配模块的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是本发明一种实施方式的IP地址列表匹配方法的流程图；参照图1，所述方法包括以下步骤：
S1：获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构（链表中的所有IP地址都以无符号整数形式保存），所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；
S2：将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。
对IP地址列表进行匹配查找之前，需要先生成IP地址列表，IP地址列表可以通过命令行键入或者是通过地址列表文件导入，优选地，步骤S1包括：
S101：接收所有合法IP地址段，并将所述合法IP地址段中存在交集的IP地址进行合并处理；由于IP地址列表是由大量的合法IP地址段组成的，当每一个合法IP地址段被接收后，在被存储到链表结构前都会与已经存在的节点进行交集合并处理，如果新接收的地址段存在于现有某一节点的地址范围内则无需处理；如果与现有某一节点地址范围存在交集则做合并处理；如果将现有的两个或多个节点包括在内则多合并处理。
S102：将合并处理后的IP地址按照大小进行排序，将IP地址作为节点按照排序结果生成IP地址列表。
为便于匹配IP地址，本实施方式中，步骤S102中，按照从小到大进行排序，但并不限定本发明的保护范围，步骤S102中按照从大到小进行排序同样可以实现。
将IP地址列表为双向链表结构存储，链表所有节点使用的是非连续内存，因此，使用通常的链表操作方法进行查找效率会比较低，为提高IP地址列表匹配方法的匹配效率，优选地，参照图2，步骤S2包括：
S201：获取所述IP地址列表的长度N，所述N为大于1的整数，所述IP地址列表的第一个节点（该节点的前向指针为空）为起始节点，所述IP地址列表的最后一个节点（该节点的后向指针为空）为末尾节点；
S202：选择所述IP地址列表中的一个节点作为当前节点（本实施例中，可以采用随机选择，还可以直接选择起始节点或末尾节点，并不限定本发明的保护范围）；
S203：设所述当前节点的序号为X，所述当前节点与所述待匹配IP地址进行匹配，若匹配成功，则直接结束流程（将当前节点作为匹配结果），否则执行步骤S204；
S204：判断查找方向是否发生变化过，若是，则执行步骤S208，否则执行步骤S205；
S205：判断所述待匹配IP地址是否在所述当前节点之前，若是，则执行步骤S206，否则执行步骤S207；
S206：判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则记录当前查找方向为逆向，将当前节点作为新的末尾节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000061
个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；若否，则将所述IP地址列表中的第X-1个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；
为便于实现步骤S206中当前节点的更换，可在所述IP地址列表中定义一个本节点之前节点中的中间节点指针地址（pstNodeFrontMiddle，奇数序号节点使用），该pstNodeFrontMiddle指针地址为所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000063
个节点的地址。
S207：判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则将所述IP地址列表中的第X+1个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；若否，则记录当前查找方向为正向，将当前节点作为新的起始节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000062
个节点作为新的当前节点，返回步骤S203，当
Figure BDA0000398236520000071
不为整数时，则对
Figure BDA0000398236520000072
采用向上取整或四舍五入取整；
为便于实现步骤S207中当前节点的更换，可在所述IP地址列表中定义一个本节点后面节点中的中间节点指针地址（pstNodeBackMiddle，奇数序号节点使用），该pstNodeBackMiddle指针地址为所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000073
个节点的地址，参照图3a～3e，图中节点上方的箭头即为pstNodeFrontMiddle，图中节点下方的箭头即为pstNodeBackMiddle。
S208：沿当前查找方向对所述IP地址列表进行顺序查找，直至查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点（若查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点，则将查找到的节点作为匹配结果）、起始节点或末尾节点（若查找到起始节点或末尾节点时，则认为匹配失败）时，结束流程。
为进一步提高匹配效率，优选地，步骤S202中，选择所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000074
个节点作为当前节点，当
Figure BDA0000398236520000075
不为整数时，则对
Figure BDA0000398236520000076
采用向上取整或四舍五入取整。
本发明还公开了一种IP地址列表匹配装置，参照图4，所述装置包括：
列表获取模块，用于获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；
地址匹配模块，用于将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。
优选地，所述列表获取模块包括：
合并处理子模块，用于接收所有合法IP地址段，并将所述合法IP地址段中存在交集的IP地址进行合并处理；
排序生成子模块，用于将合并处理后的IP地址按照大小进行排序，将IP地址作为节点按照排序结果生成IP地址列表。
优选地，排序生成子模块中，按照从小到大进行排序。
参照图5，优选地，地址匹配模块包括：
长度获取子模块，用于获取所述IP地址列表的长度N，所述N为大于1的整数，所述IP地址列表的第一个节点为起始节点，所述IP地址列表的最后一个节点为末尾节点；
选择子模块，用于选择所述IP地址列表中的一个节点作为当前节点；
匹配子模块，用于设所述当前节点的序号为X，所述当前节点与所述待匹配IP地址进行匹配；
查找方向判断子模块，用于判断查找方向是否发生变化过；
方位判断子模块，用于判断所述待匹配IP地址是否在所述当前节点之前；
第一奇偶判断子模块，用于判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则记录当前查找方向为逆向，将当前节点作为新的末尾节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000081
个节点作为新的当前节点；若否，则将所述IP地址列表中的第X-1个节点作为新的当前节点；
第二奇偶判断子模块，用于判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则将所述IP地址列表中的第X+1个节点作为新的当前节点；若否，则记录当前查找方向为正向，将当前节点作为新的起始节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000082
个节点作为新的当前节点，当
Figure BDA0000398236520000083
不为整数时，则对
Figure BDA0000398236520000084
采用向上取整或四舍五入取整；
顺序查找子模块，用于沿当前查找方向对所述IP地址列表进行顺序查找，直至查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点、起始节点或末尾节点。
优选地，所述选择子模块中，选择所述IP地址列表中的第
Figure BDA0000398236520000085
个节点作为当前节点，当
Figure BDA0000398236520000086
不为整数时，则对采用向上取整或四舍五入取整。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种IP地址列表匹配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；
S2：将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：
S101：接收所有合法IP地址段，并将所述合法IP地址段中存在交集的IP地址进行合并处理；
S102：将合并处理后的IP地址按照大小进行排序，将IP地址作为节点按照排序结果生成IP地址列表。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S102中，按照从小到大进行排序。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：
S201：获取所述IP地址列表的长度N，所述N为大于1的整数，所述IP地址列表的第一个节点为起始节点，所述IP地址列表的最后一个节点为末尾节点；
S202：选择所述IP地址列表中的一个节点作为当前节点；
S203：设所述当前节点的序号为X，所述当前节点与所述待匹配IP地址进行匹配，若匹配成功，则直接结束流程，否则执行步骤S204；
S204：判断查找方向是否发生变化过，若是，则执行步骤S208，否则执行步骤S205；
S205：判断所述待匹配IP地址是否在所述当前节点之前，若是，则执行步骤S206，否则执行步骤S207；
S206：判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则记录当前查找方向为逆向，将当前节点作为新的末尾节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure FDA0000398236510000027
个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；若否，则将所述IP地址列表中的第X-1个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；
S207：判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则将所述IP地址列表中的第X+1个节点作为新的当前节点，返回步骤S203；若否，则记录当前查找方向为正向，将当前节点作为新的起始节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure FDA0000398236510000021
个节点作为新的当前节点，返回步骤S203，当
Figure FDA0000398236510000022
不为整数时，则对
Figure FDA0000398236510000023
采用向上取整或四舍五入取整；
S208：沿当前查找方向对所述IP地址列表进行顺序查找，直至查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点、起始节点或末尾节点时，结束流程。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S202中，选择所述IP地址列表中的第
Figure FDA0000398236510000024
个节点作为当前节点，当不为整数时，则对
Figure FDA0000398236510000026
采用向上取整或四舍五入取整。
6.一种IP地址列表匹配装置，其特征在于，所述装置包括：
列表获取模块，用于获取IP地址列表，所述IP地址列表为双向链表结构，所述双向链表中各节点按照IP地址的大小顺序依次连接；
地址匹配模块，用于将待匹配IP地址与所述IP地址列表进行匹配，以获得匹配结果。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述列表获取模块包括：
合并处理子模块，用于接收所有合法IP地址段，并将所述合法IP地址段中存在交集的IP地址进行合并处理；
排序生成子模块，用于将合并处理后的IP地址按照大小进行排序，将IP地址作为节点按照排序结果生成IP地址列表。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，排序生成子模块中，按照从小到大进行排序。
9.如权利要求6～8中任一项所述的装置，其特征在于，地址匹配模块包括：
长度获取子模块，用于获取所述IP地址列表的长度N，所述N为大于1的整数，所述IP地址列表的第一个节点为起始节点，所述IP地址列表的最后一个节点为末尾节点；
选择子模块，用于选择所述IP地址列表中的一个节点作为当前节点；
匹配子模块，用于设所述当前节点的序号为X，所述当前节点与所述待匹配IP地址进行匹配；
查找方向判断子模块，用于判断查找方向是否发生变化过；
方位判断子模块，用于判断所述待匹配IP地址是否在所述当前节点之前；
第一奇偶判断子模块，用于判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则记录当前查找方向为逆向，将当前节点作为新的末尾节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure FDA0000398236510000037
个节点作为新的当前节点；若否，则将所述IP地址列表中的第X-1个节点作为新的当前节点；
第二奇偶判断子模块，用于判断当前节点的序号是否为偶数，若是，则将所述IP地址列表中的第X+1个节点作为新的当前节点；若否，则记录当前查找方向为正向，将当前节点作为新的起始节点，并将所述IP地址列表中的第
Figure FDA0000398236510000031
个节点作为新的当前节点，当
Figure FDA0000398236510000032
不为整数时，则对
Figure FDA0000398236510000033
采用向上取整或四舍五入取整；
顺序查找子模块，用于沿当前查找方向对所述IP地址列表进行顺序查找，直至查找到与所述待匹配IP地址相匹配的节点、起始节点或末尾节点。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述选择子模块中，选择所述IP地址列表中的第
Figure FDA0000398236510000034
个节点作为当前节点，当
Figure FDA0000398236510000035
不为整数时，则对
Figure FDA0000398236510000036
采用向上取整或四舍五入取整。
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