CN113824813A - 一种IPv6子网范围获取方法及查询系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种IPv6子网范围获取方法与查询系统，所述网范围获取方法通过IPv6地址的前缀位数计算前缀进位数，根据前缀进位数计算可移位空间并确定子网ID字符，然后将子网ID字符与可移位空间比较以获取起始网段字符和结束网段字符；所述查询系统包括输入模块、显示模块和计算模块。本发明方法简单快速且易于理解，降低了计算资源的损耗，且提出的查询系统便于IP地址资源的管理，降低了运营商的成本投入。

Description

一种IPv6子网范围获取方法及查询系统
技术领域
本发明属于网络地址管理领域，具体涉及一种IPv6子网范围获取方法及查询系统。
背景技术
IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写，是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代IPv4的下一代IP协议，其地址数量庞大，可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。
子网网段(Network Segment)一般指一个计算机网络中使用同一物理层设备(传输介质，中继器，集线器等)能够直接通讯的那一部分，例如，从192.168.0.1到192.168.255.255就是一个网段。IPv6将整个地址分为8节，每节含16个地址位，以4个十六进制数表示，节与节之间用冒号分隔，如果在4位的十六进制数中，如其高位为0则可省略，连续的多个全零组可用重叠冒号“::”表示。IPv6地址可以按照类似CIDR地址的方式表示，IPv6地址与前缀长度以斜杠区分，前缀长度由一个十进制值表示，指定该地址中最左边的用于组成前缀的比特位数，例如13AB::CD30:0:0:0/60表示一个子网前缀为60位的子网。
由于IPv4网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展，IPv6的使用不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。目前运营商和大型企业都在构建自己的IPv6，互联网全面演进升级至IPv6，IPv6的地址格式和IPv4格式不同，目前IPv6中没有子网掩码的概念，也没有网络号与主机号的概念，取而代之的是“前缀长度”和“接口ID”，目前IPv4的资源管理方式和子网划分的逻辑是无法对IPv6进行规划到回收的全生命周期管理。IPv6在大量部署和应用的过程中，根据业务各自建网、非法接入使得IPv6地址管理分散，对运维人员的IP地址规划管理增加了困难。IPv6地址数量庞大且地址长度较长，确定子网对应的IP范围将消耗大量的计算资源和时间。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种IPv6子网范围获取方法及查询系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种IPv6子网范围获取方法，包括以下步骤：
步骤1：根据IPv6的地址格式识别出待获取子网范围的IPv6地址的前缀位数；
步骤2：根据前缀位数计算前缀进位数；
步骤3：根据前缀位数和前缀进位数计算可移位空间；
步骤4：根据前缀位数获取十六进制的子网ID字符；
步骤5：将子网ID字符转换为十进制数，并将转换结果与步骤3中获取的可移位空间比较，以获取起始网段字符和结束网段字符；
步骤6：根据待获取子网范围的IPv6地址、起始网段字符和结束网段字符确定子网的起始网段和结束网段，该起始网段到结束网段为该IPv6地址的子网范围。
进一步地，步骤2中，由前缀位数q计算前缀进位数j的公式为：
Figure BDA0003269521880000021
式中
Figure BDA0003269521880000022
表示向上取整。
进一步地，步骤3中，由前缀位数q和前缀进位数j计算可移位空间k的公式为：
Figure BDA0003269521880000023
进一步地，步骤4中，首先将前缀位数除以4并将所得结果向下取整得到取整结果i，然后将待获取子网范围的IPv6地址的从左到右第i个字符作为子网ID字符。
进一步地，步骤5中，将子网ID字符转换为十进制数c，若c＜k，则起始网段字符s为0且结束网段字符e为可移位空间k的十六进制形式；若c＞k，则起始网段字符s和结束网段字符e分别为：
s＝Η(c-(cmodk))，
e＝Η(c-(cmodk)+k)，
式中mod表示取余，Η(·)表示转换为十六进制形式。
进一步地，步骤6中，将待获取子网范围的IPv6地址的前缀分别添加到起始网段字符和结束网段字符的左侧，并在起始网段字符的右侧补零且在结束网段字符的右侧补F，得到相应的起始网段和结束网段。
基于所述子网范围获取方法的查询系统，包括输入模块、显示模块和计算模块，输入模块用于输入待获取子网范围的IPv6地址，并在输入结束后发出子网范围查询请求；计算模块用于响应子网范围查询请求并执行权利要求1所述的子网范围获取方法，从而计算输入模块输入的IPv6地址对应的子网范围；显示模块用于显示输入的IPv6地址及最终的查询结果。
本发明中的IPv6子网范围获取方法简单快速且易于理解，降低了计算资源的损耗，且提出的查询系统便于IP地址资源的管理，降低了运营商的成本投入。
附图说明
图1为本发明子网范围获取方法的流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明子网范围获取方法包括以下步骤：
(1)根据IPv6的地址格式识别出待获取子网范围的IPv6地址的前缀位数，以待获取范围IPv6地址240E:06A8:F:7::/30为例，其前缀位数q＝30。
(2)根据前缀位数计算前缀进位数，则前缀进位数
Figure BDA0003269521880000031
(3)根据前缀位数和前缀进位数计算可移位空间，则可移位空间
Figure BDA0003269521880000032
(4)根据前缀位数获取十六进制的子网ID字符，首先将前缀位数除以4并将所得结果向下取整得到取整结果i，然后将待获取子网范围的IPv6地址的从左到右第i个字符作为子网ID字符。本例中前缀位数30除以4后向下取余的结果为7，240E:06A8:F:7::/30第7位字符为A，故子网ID字符为A。
(5)将子网ID字符转换为十进制数c，若c＜k，则起始网段字符s为0且结束网段字符e为可移位空间k的十六进制形式；若c＞k，则起始网段字符s和结束网段字符e分别为：
s＝Η(c-(cmodk))，
e＝Η(c-(cmodk)+k)，
式中mod表示取余，Η(·)表示转换为十六进制形式。
本例中子网ID字符A的十进制数为10，即c＝10，由于c＝10＞k＝4，故起始网段字符s和结束网段字符e分别为：
s＝Η(c-(cmodk))＝Η(10-(10mod4))＝8，
e＝Η(c-(cmodk)+k)＝Η(10-(10mod4)+4)＝C。
(6)将待获取子网范围的IPv6地址的前缀分别添加到起始网段字符和结束网段字符的左侧，并在起始网段字符的右侧补零且在结束网段字符的右侧补F，得到相应的起始网段和结束网段。具体到本例，IPv6地址240E:06A8:F:7::/30的起始网段为240E:0680::/30，结束网段为240E:06CF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF/30。
此外，本发明基于提出的子网范围获取方法设计了一套查询系统，包括输入模块、显示模块和计算模块。其中，输入模块用于输入待获取子网范围的IPv6地址，并在输入结束后发出子网范围查询请求；计算模块用于响应子网范围查询请求并执行权利要求1所述的子网范围获取方法，从而计算输入模块输入的IPv6地址对应的子网范围；显示模块用于显示输入的IPv6地址及最终的查询结果。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种IPv6子网范围获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据IPv6的地址格式识别出待获取子网范围的IPv6地址的前缀位数；
步骤2：根据前缀位数计算前缀进位数；
步骤3：根据前缀位数和前缀进位数计算可移位空间；
步骤4：根据前缀位数获取十六进制的子网ID字符；
步骤5：将子网ID字符转换为十进制数，并将转换结果与步骤3中获取的可移位空间比较，以获取起始网段字符和结束网段字符；
步骤6：根据待获取子网范围的IPv6地址、起始网段字符和结束网段字符确定子网的起始网段和结束网段，该起始网段到结束网段为该IPv6地址的子网范围。
2.如权利要求1所述的一种IPv6子网范围获取方法，其特征在于，步骤2中，由前缀位数q计算前缀进位数j的公式为：
Figure FDA0003269521870000011
式中
Figure FDA0003269521870000012
表示向上取整。
3.如权利要求2所述的一种IPv6子网范围获取方法，其特征在于，步骤3中，由前缀位数q和前缀进位数j计算可移位空间k的公式为：
Figure FDA0003269521870000013
4.如权利要求3所述的一种IPv6子网范围获取方法，其特征在于，步骤4中，首先将前缀位数除以4并将所得结果向下取整得到取整结果i，然后将待获取子网范围的IPv6地址的从左到右第i个字符作为子网ID字符。
5.如权利要求4所述的一种IPv6子网范围获取方法，其特征在于，步骤5中，将子网ID字符转换为十进制数c，若c＜k，则起始网段字符s为0且结束网段字符e为可移位空间k的十六进制形式；若c＞k，则起始网段字符s和结束网段字符e分别为：
s＝Η(c-(c mod k))，
e＝Η(c-(c mod k)+k)，
式中mod表示取余，Η(·)表示转换为十六进制形式。
6.如权利要求5所述的一种IPv6子网范围获取方法，其特征在于，步骤6中，将待获取子网范围的IPv6地址的前缀分别添加到起始网段字符和结束网段字符的左侧，并在起始网段字符的右侧补零且在结束网段字符的右侧补F，得到相应的起始网段和结束网段。
7.基于权利要求1所述子网范围获取方法的查询系统，其特征在于，包括输入模块、显示模块和计算模块，输入模块用于输入待获取子网范围的IPv6地址，并在输入结束后发出子网范围查询请求；计算模块用于响应子网范围查询请求并执行权利要求1所述的子网范围获取方法，从而计算输入模块输入的IPv6地址对应的子网范围；显示模块用于显示输入的IPv6地址及最终的查询结果。
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