IP 地址段到 CIDR 格式的转换

生有可恋 2024-01-15

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CIDR 是无类别域间路由的意思，以前会用A类、B类、C类地址来表示一个网段。在 CIDR 的概念里没有ABC类地址的概念，所有地址段都可以用 a.b.c.d/m 的形式来表示。其中 a.b.c.d 是 IP 地址，m 是子网掩码。这类IP段的表示法就叫 CIDR 表示法。

如何将 IP 地址范围（以开始和结束 IP 地址的形式）转换成 CIDR 表示法，这是一个常见需求。有些防火墙和 ipset 操作不支持使用不连续的网段来表示一个集合，比如 192.168.1.1-192.168.1.10 是没法转换成单一的 CIDR 的，它如果转换成 CIDR 格式，会转换成多个 CIDR 地址段，比如：

$ python3 ip_merge2.py -t ip 192.168.1.1-192.168.1.10
192.168.1.1/32
192.168.1.2/31
192.168.1.4/30
192.168.1.8/31
192.168.1.10/32

即一个 IP 段是由多个 CIDR 段组成。Github 上有一个 Go 语言写的工具可以处理这种 IP 段到 CIDR 的转换，项目地址为：

https://github.com/zhanhb/cidr-merger

之前也写过文章介绍过这款工具，文章地址：

IP地址段分解与合并

这里介绍一种在 Python 下的解决方案，这样就不需要调用第三方工具了，直接在代码中即可处理 IP 段到 CIDR 的转换。后面会贴出代码，将函数包装成命令行工具后，使用方法下：

$ python3 ip_merge2.py
usage: ip_merge2.py [-h] -t {cidr,ip} input
ip_merge2.py: error: the following arguments are required: input, -t/--type




$ python3 ip_merge2.py -t ip 0.0.0.0-9.255.255.255
0.0.0.0/5
8.0.0.0/7

使用前要先安装 netaddr 模块：

$ pip install netaddr

用到的关键函数如下：

>>> from netaddr import IPRange
>>> def ip_range_to_cidr(ip_start, ip_end):
...     cidr_list = IPRange(ip_start, ip_end)
...     return cidr_list
...
>>> ip_range_to_cidr('192.168.1.1', '192.168.1.10')
IPRange('192.168.1.1', '192.168.1.10')
>>> from netaddr import IPSet
>>> IPSet(ip_range_to_cidr('192.168.1.1', '192.168.1.10'))
IPSet(['192.168.1.1/32', '192.168.1.2/31', '192.168.1.4/30', '192.168.1.8/31', '192.168.1.10/32'])
>>>

Python 代码如下：

import argparse
import ipaddress
from netaddr import IPSet, IPRange


def debug(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print(f"Function: {func.__name__}")
        print(f"Arguments: {args}")
        print(f"Keyword Arguments: {kwargs}")
        print()
        result = func(*args, **kwargs)
        return result
    return wrapper




def ip_to_cidr(ip):
    ip_network = ipaddress.ip_network(ip, strict=False)
    return str(ip_network)




# @debug
def ip_range_to_cidr(ip_start, ip_end):
    cidr_list = IPRange(ip_start, ip_end)
    return cidr_list




def cidr_to_ip_range(cidr):
    ip_network = ipaddress.ip_network(cidr, strict=False)
    ip_range = (str(ip_network.network_address), str(ip_network.broadcast_address))
    return ip_range




def main():
    parser = argparse.ArgumentParser(description="Convert between CIDR and IP range")


    parser.add_argument("input", help="Input CIDR, IP address, or IP range")
    parser.add_argument("-t", "--type", choices=["cidr", "ip"], help="Specify input type (cidr or ip)", required=True)


    args = parser.parse_args()


    if args.type == "cidr":
        if "/" not in args.input:
            print("Error: Invalid CIDR input. Make sure to include the subnet mask.")
            return
        result = cidr_to_ip_range(args.input)
        print(f"CIDR to IP Range: {args.input} -> {result}")
    elif args.type == "ip":
        if "-" in args.input:
            ip_start, ip_end = map(str.strip, args.input.split("-"))
            result = ip_range_to_cidr(ip_start, ip_end)
            # print(f"IP Range to CIDR: {args.input} -> {IPSet(result)}")
            for i in result.cidrs():
                print(i)
        elif "/" in args.input:
            print("Error: Invalid IP input. Remove the subnet mask for IP address input.")
            return
        else:
            result = ip_to_cidr(args.input)
            print(f"IP to CIDR: {args.input} -> {result}")


if __name__ == "__main__":
    main()

全文完。

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