Mega Code Archive

 
Categories / Java / Network Protocol
 

A class that performs some subnet calculations given a network address and a subnet mask

/*  * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more  * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with  * this work for additional information regarding copyright ownership.  * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0  * (the "License"); you may not use this file except in compliance with  * the License.  You may obtain a copy of the License at  *  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0  *  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.  * See the License for the specific language governing permissions and  * limitations under the License.  */ import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; /**  * A class that performs some subnet calculations given a network address and a subnet mask.   * @see http://www.faqs.org/rfcs/rfc1519.html  * @author <rwinston@apache.org>  * @since 2.0  */ public class SubnetUtils {     private static final String IP_ADDRESS = "(\\d{1,3})\\.(\\d{1,3})\\.(\\d{1,3})\\.(\\d{1,3})";     private static final String SLASH_FORMAT = IP_ADDRESS + "/(\\d{1,3})";     private static final Pattern addressPattern = Pattern.compile(IP_ADDRESS);     private static final Pattern cidrPattern = Pattern.compile(SLASH_FORMAT);     private static final int NBITS = 32;     private int netmask = 0;     private int address = 0;     private int network = 0;     private int broadcast = 0;     /**      * Constructor that takes a CIDR-notation string, e.g. "192.168.0.1/16"      * @param cidrNotation A CIDR-notation string, e.g. "192.168.0.1/16"      */     public SubnetUtils(String cidrNotation) {         calculate(cidrNotation);     }     /**      * Constructor that takes two dotted decimal addresses.       * @param address An IP address, e.g. "192.168.0.1"      * @param mask A dotted decimal netmask e.g. "255.255.0.0"      */     public SubnetUtils(String address, String mask) {         calculate(toCidrNotation(address, mask));     }     /**      * Convenience container for subnet summary information.      *      */     public final class SubnetInfo {         private SubnetInfo() {}         private int netmask()       { return netmask; }         private int network()       { return network; }         private int address()       { return address; }         private int broadcast()     { return broadcast; }         private int low()           { return network() + 1; }         private int high()          { return broadcast() - 1; }         public boolean isInRange(String address)    { return isInRange(toInteger(address)); }         private boolean isInRange(int address)      { return ((address-low()) <= (high()-low())); }         public String getBroadcastAddress()         { return format(toArray(broadcast())); }         public String getNetworkAddress()           { return format(toArray(network())); }         public String getNetmask()                  { return format(toArray(netmask())); }         public String getAddress()                  { return format(toArray(address())); }         public String getLowAddress()               { return format(toArray(low())); }         public String getHighAddress()              { return format(toArray(high())); }         public int getAddressCount()                { return (broadcast() - low()); }         public int asInteger(String address)        { return toInteger(address); }                  public String getCidrSignature() {              return toCidrNotation(                     format(toArray(address())),                      format(toArray(netmask()))             );         }                  public String[] getAllAddresses() {              String[] addresses = new String[getAddressCount()];             for (int add = low(), j=0; add <= high(); ++add, ++j) {                 addresses[j] = format(toArray(add));             }             return addresses;         }     }     /**      * Return a {@link SubnetInfo} instance that contains subnet-specific statistics      * @return      */     public final SubnetInfo getInfo() { return new SubnetInfo(); }     /*      * Initialize the internal fields from the supplied CIDR mask      */     private void calculate(String mask) {         Matcher matcher = cidrPattern.matcher(mask);         if (matcher.matches()) {             address = matchAddress(matcher);             /* Create a binary netmask from the number of bits specification /x */             int cidrPart = rangeCheck(Integer.parseInt(matcher.group(5)), 0, NBITS-1);             for (int j = 0; j < cidrPart; ++j) {                 netmask |= (1 << 31-j);             }             /* Calculate base network address */             network = (address & netmask);             /* Calculate broadcast address */             broadcast = network | ~(netmask);         }         else              throw new IllegalArgumentException("Could not parse [" + mask + "]");     }     /*      * Convert a dotted decimal format address to a packed integer format      */     private int toInteger(String address) {         Matcher matcher = addressPattern.matcher(address);         if (matcher.matches()) {             return matchAddress(matcher);         }         else             throw new IllegalArgumentException("Could not parse [" + address + "]");     }     /*      * Convenience method to extract the components of a dotted decimal address and       * pack into an integer using a regex match      */     private int matchAddress(Matcher matcher) {         int addr = 0;         for (int i = 1; i <= 4; ++i) {              int n = (rangeCheck(Integer.parseInt(matcher.group(i)), 0, 255));             addr |= ((n & 0xff) << 8*(4-i));         }         return addr;     }     /*      * Convert a packed integer address into a 4-element array      */     private int[] toArray(int val) {         int ret[] = new int[4];         for (int j = 3; j >= 0; --j)             ret[j] |= ((val >>> 8*(3-j)) & (0xff));         return ret;     }     /*      * Convert a 4-element array into dotted decimal format      */     private String format(int[] octets) {         StringBuilder str = new StringBuilder();         for (int i =0; i < octets.length; ++i){             str.append(octets[i]);             if (i != octets.length - 1) {                 str.append(".");              }         }         return str.toString();     }     /*      * Convenience function to check integer boundaries      */     private int rangeCheck(int value, int begin, int end) {         if (value >= begin && value <= end)             return value;         throw new IllegalArgumentException("Value out of range: [" + value + "]");     }     /*      * Count the number of 1-bits in a 32-bit integer using a divide-and-conquer strategy      * see Hacker's Delight section 5.1       */     int pop(int x) {         x = x - ((x >>> 1) & 0x55555555);          x = (x & 0x33333333) + ((x >>> 2) & 0x33333333);          x = (x + (x >>> 4)) & 0x0F0F0F0F;          x = x + (x >>> 8);          x = x + (x >>> 16);          return x & 0x0000003F;      }      /* Convert two dotted decimal addresses to a single xxx.xxx.xxx.xxx/yy format      * by counting the 1-bit population in the mask address. (It may be better to count       * NBITS-#trailing zeroes for this case)      */     private String toCidrNotation(String addr, String mask) {         return addr + "/" + pop(toInteger(mask));     } }