将 IP 地址转换为单个数字

Question

我有一个包含超过 100 个 IP 地址的文件（点分十进制，例如 169.23.43.12）。现在我需要读取所有 IP 地址并按升序排序。为此，首先我尝试将所有IP地址转换为其等效的整数。我创建了一个C++函数来转换IP地址，但它不适用于大IP地址，例如255.250.120.100。我尝试使用 inet_aton() 和 inet_ntoa()。但使用这两个，我无法对 IP 地址进行排序。所以，请给我一个想法，将IP地址转换成可以排序的形式。下面是一些我尝试对 ip 地址进行排序的代码，但没有成功。

struct sockaddr_in antelope[2]; 字符 *some_addr;

inet_aton("60.0.0.4", &antelope[0].sin_addr); // store IP in antelope
inet_aton("10.0.0.2", &antelope[1].sin_addr); // store IP in antelope
std::sort(antelope,antelope+2);
cout<<inet_ntoa(antelope[0].sin_addr)<<endl;
cout<<inet_ntoa(antelope[1].sin_addr)<<endl;

Answer 1

您可以使用 struct sokaddr_in 的自定义比较器来完成此操作。下面的代码片段解释了我的意思。此方法的优点是您可以自定义 IPv6 比较器并包含端口号。如果 IP 地址相同的话还有其他东西。

    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <arpa/inet.h>


    struct CompareSockAddr_in
    {
        bool operator ()(struct sockaddr_in ip1,struct sockaddr_in ip2){
            // use return ip1.sin_addr.s_addr < ip2.sin_addr.s_addr; for ascending order
return ip1.sin_addr.s_addr > ip2.sin_addr.s_addr;
        }
    };

    int main()
    {
        struct sockaddr_in antelope[2];

        inet_pton(AF_INET, "10.0.0.2", &(antelope[0].sin_addr));
        inet_pton(AF_INET, "60.0.0.4", &(antelope[1].sin_addr));

        std::cout<<inet_ntoa(antelope[0].sin_addr)<<std::endl;
        std::cout<<inet_ntoa(antelope[1].sin_addr)<<std::endl;
        std::sort(antelope,antelope+2,CompareSockAddr_in());

        std::cout<<"Sorted List...\n";

        std::cout<<inet_ntoa(antelope[0].sin_addr)<<std::endl;
        std::cout<<inet_ntoa(antelope[1].sin_addr)<<std::endl;

        return 0;
    }

希望这有帮助。

Answer 2

使用

std::istringstream

将字符串格式的 IPv4 地址转换为无符号整数的解决方案。

#include <sstream>

uint32_t convert( const std::string& ipv4Str )
{
    std::istringstream iss( ipv4Str );
    
    uint32_t ipv4 = 0;
    
    for( uint32_t i = 0; i < 4; ++i ) {
        uint32_t part;
        iss >> part;
        if ( iss.fail() || part > 255 ) {
            throw std::runtime_error( "Invalid IP address - Expected [0, 255]" );
        }
        
        // LSHIFT and OR all parts together with the first part as the MSB
        ipv4 |= part << ( 8 * ( 3 - i ) );

        // Check for delimiter except on last iteration
        if ( i != 3 ) {
            char delimiter;
            iss >> delimiter;
            if ( iss.fail() || delimiter != '.' ) {
                throw std::runtime_error( "Invalid IP address - Expected '.' delimiter" );
            }
        }
    }
    
    return ipv4;
}

结果示例

"0.0.0.5"         =>          5
"192.168.0.5"     => 3232235525
"255.250.120.100" => 4294604900
"255.255.255.255" => 4294967295

Answer 3

将地址转换为无符号整数。代码可能如下所示：

//  If ip is 132.152.25.103, then unsigned int IP = {132, 152, 25, 103};
unsigned int identifier = 0;
identifier = ((IP[0]*255 + IP[1])*255 + IP[2])*255 + IP[3];

将所有标识符插入某个向量/数组并对其进行排序。

Answer 4

第三个inet_pton参数是指向in_addr结构的指针。
成功调用 inet_pton 后，in_addr 结构将填充地址信息。 该结构的 S_addr 字段包含网络字节顺序（逆序）的 IP 地址。 ntohl 函数会将地址从网络字节顺序转换为主机字节顺序。

Example : 

#include <arpa/inet.h>
uint32_t NodeIpAddress::getIPv4AddressInteger(std::string IPv4Address) {
    int result;
    uint32_t IPv4Identifier = 0;
    struct in_addr addr;
    // store this IP address in sa:
    result = inet_pton(AF_INET, IPv4Address.c_str(), &(addr));
    if (result == -1) {         
gpLogFile->Write(LOGPREFIX, LogFile::LOGLEVEL_ERROR, _T("Failed to convert IP %hs to IPv4 Address. Due to invalid family of %d. WSA Error of %d"), IPv4Address.c_str(), AF_INET, result);
    }
    else if (result == 0) {
        gpLogFile->Write(LOGPREFIX, LogFile::LOGLEVEL_ERROR, _T("Failed to convert IP %hs to IPv4"), IPv4Address.c_str());
    }
    else {
        IPv4Identifier = ntohl(*((uint32_t *)&(addr)));
    }
    return IPv4Identifier;
}

Answer 5

如果您可以使用 boost 库，这里有一种将 IP 地址从字符串转换为无符号整数的替代方法。

#include <boost/asio.hpp>

std::string ip = "60.0.0.4";
uint32_t address = boost::asio::ip::make_address_v4(ip).to_uint();