IP地址设置操作使用NET/NETIP

本文承接前文，深入探讨net/netip包的高级应用——IP地址集合处理。虽然net/netip本身不直接支持集合类型，但我们可以通过巧妙的抽象来高效管理IP范围和集合。

IP集合的必要性

IP集合在以下场景中至关重要：

• 管理允许/拒绝IP列表
• 处理网络ACL（访问控制列表）
• 高效利用IP范围
• 执行集合操作（并集、交集、差集）

构建IP集合类型

我们构建一个灵活的IP集合实现：

package ipset

import (
    "fmt"
    "net/netip"
    "sort"
)

// range 表示连续的IP地址范围
type range struct {
    first netip.Addr
    last  netip.Addr
}

// ipset 使用范围表示IP地址集合
type ipset struct {
    ranges []range
}

func newipset() *ipset {
    return &ipset{}
}

// add 向集合添加单个IP地址
func (s *ipset) add(ip netip.Addr) {
    s.addrange(range{first: ip, last: ip})
}

// addrange 向集合添加IP范围
func (s *ipset) addrange(r range) {
    if r.first.Compare(r.last) > 0 {
        r.first, r.last = r.last, r.first
    }

    idx := sort.Search(len(s.ranges), func(i int) bool {
        return s.ranges[i].first.Compare(r.first) > 0
    })

    s.ranges = append(s.ranges, range{})
    copy(s.ranges[idx+1:], s.ranges[idx:])
    s.ranges[idx] = r

    s.optimize()
}

// optimize 合并重叠或相邻的范围
func (s *ipset) optimize() {
    if len(s.ranges) < 2 {
        return
    }

    merged := []range{}
    current := s.ranges[0]
    for _, next := range s.ranges[1:] {
        if current.last.Compare(next.first) >= 0 {
            // 合并重叠范围
            last := current.last
            if next.last.Compare(last) > 0 {
                last = next.last
            }
            current.last = last
        } else {
            merged = append(merged, current)
            current = next
        }
    }
    merged = append(merged, current)
    s.ranges = merged
}

// contains 检查集合中是否包含某个IP地址
func (s *ipset) contains(ip netip.Addr) bool {
    idx := sort.Search(len(s.ranges), func(i int) bool {
        return s.ranges[i].last.Compare(ip) >= 0
    })

    if idx < len(s.ranges) && s.ranges[idx].first.Compare(ip) <= 0 {
        return true
    }
    return false
}

集合操作

接下来实现基本的集合操作：

// union 返回一个新集合，包含两个集合的所有IP
func (s *ipset) union(other *ipset) *ipset {
    result := newipset()
    for _, r := range s.ranges {
        result.addrange(r)
    }
    for _, r := range other.ranges {
        result.addrange(r)
    }
    return result
}

// intersection 返回一个新集合，包含两个集合中都存在的IP
func (s *ipset) intersection(other *ipset) *ipset {
    result := newipset()
    for _, r1 := range s.ranges {
        for _, r2 := range other.ranges {
            first := r1.first
            if r2.first.Compare(first) > 0 {
                first = r2.first
            }
            last := r1.last
            if r2.last.Compare(last) < 0 {
                last = r2.last
            }
            if first.Compare(last) <= 0 {
                result.addrange(range{first: first, last: last})
            }
        }
    }
    return result
}

// difference 返回一个新集合，包含在第一个集合中但在第二个集合中不存在的IP
func (s *ipset) difference(other *ipset) *ipset {
    result := newipset()
    for _, r1 := range s.ranges {
        for _, r2 := range other.ranges {
            // 复杂的范围差集计算，略去详细代码，需要考虑多种情况
            // ...
        }
    }
    return result
}

(此处省略了 difference 函数的复杂实现，它需要处理各种范围重叠和非重叠情况)

现实世界应用示例

1. IP地址列表管理: 一个访问管理器，管理允许和阻止的IP列表。

   

   乐彼多用户商城系统LBMall(.net)

   乐彼多用户商城系统，采用ASP.NET分层技术和AJAX技术，运营于高速稳定的微软.NET+MSSQL 2005平台；完全具备搭建超大型网络购物多用户网上商城的整体技术框架和应用层次LBMall 秉承乐彼软件优秀品质，后台人性化设计，管理窗口识别客户端分辨率自动调整，独立配置的菜单操作锁，使管理操作简单便捷。待办事项1、新订单、支付、付款、短信提醒2、每5分钟自动读取3、新事项声音提醒 店铺管理1

   下载

2. 网络范围计算器: 一个工具，用于处理IP范围和子网。

3. 防火墙规则优化器: 一个优化重叠防火墙规则的工具。

(此处省略了这三个应用示例的完整代码，它们基于上述ipset类型和函数)

性能考虑

• 范围优化: 合并重叠范围以提高效率。
• 二分查找: 在范围内查找IP时使用二分查找。
• 内存使用: 存储范围而不是单个IP以减少内存消耗。

最佳实践

• 始终验证输入。
• 分别处理IPv4和IPv6。
• 使用高效的集合操作。

后续

下一篇文章将探讨net/netip包中内置的IP地址处理方法。 虽然本文构建了自己的集合实现，但了解net/netip的内置功能对于高效的网络编程至关重要。

记住，IP集合处理可能很复杂，请务必彻底测试您的实现。