为什么这个 bor 和 bnot 表达式在 Powershell 中没有给出预期的结果？

Question

为什么这bor bnot在powershell中没有给出预期的结果？

要查找 ipv6 子网中的最后一个地址，需要执行“二进制或”和“二进制非”操作。

我正在阅读的文章 (https://www.codeproject.com/Articles/660429/Subnetting-with-IPv6-Part-1-2) 是这样描述的：

(2001:db8:1234::) | ~(ffff:ffff:ffff::) = 2001:db8:1234:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

在哪里 |是“二进制或”并且
~ 是“二进制非”

---

然而，在 powershell 中，我尝试如下：

$mask = 0xffffffff
$someOctet = 0x0000
"{0:x4}" -f ($someOctet -bor -bnot ($mask) )

我得到 0000 而不是 ffff

这是为什么？

Answer 1

本教程正在对整个子网掩码进行-not，因此ff00 反转为00ff，对于更长的Fs 和0s 类似；你没有这样做，所以你不会得到相同的结果。

您显示的完全扩展的计算正在执行此操作：

1. (2001:0db8:1234:0000:0000:0000:0000:0000) | ~(ffff:ffff:ffff:0000:0000:0000:0000:0000) 

2. (2001:0db8:1234:0000:0000:0000:0000:0000) |  (0000:0000:0000:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff) 

3. = 2001:db8:1234:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff

注意在第 1 步到第 2 步中，not 如何反转 Fs 和 0s 的模式，切换子网掩码，并在前缀结束的 bit 之间切换以及主机部分开始的位。

然后第 3 步 or 仅采用左侧的设置位以保持这些数字相同（既不是零也不是 ffff'd），所有是右侧的设置位（ ffff 这些，将它们最大化到该前缀内的最大 IP 地址）。

换句话说，“一次一个八位字节”这样做是没有意义的。这是一个完整的IP地址（或整个前缀）+整个子网掩码的操作。

教程说的地方：

& (AND), | (OR), ~ (NOT or bit INVERTER)：我们将在计算中使用这三个位运算符。我认为每个人都熟悉——至少从大学数字逻辑课程中——并且知道它们是如何运作的。此处不再详细说明。您可以搜索“按位运算符”以获取更多信息。

如果您对它们的工作不是很熟悉，那么在尝试将它们应用于 IP 子网划分之前，值得进一步研究。因为您基本上是在问为什么 0 or (not 1) 是 0 而答案是因为这就是布尔逻辑“或”和“非”的工作方式。

---

编辑您的评论

[math]::pow(2,128) 比 [decimal]::maxvalue 大很多，所以我认为 Decimal 不会。

我不知道推荐的方法是什么，但我想如果您真的想在 PowerShell 中使用 -not 完成所有操作，您必须使用 [bigint] 处理它（例如 [bigint]::Parse('20010db8123400000000000000000000', 'hex') ）。

但更有可能的是，你会做一些更冗长的事情，比如：

# parse the address and mask into IP address objects
# which saves you having to expand the short version to 
$ip = [ipaddress]::Parse('fe80::1')
$mask = [ipaddress]::Parse('ffff::')


# Convert them into byte arrays, then convert those into BitArrays
$ipBits = [System.Collections.BitArray]::new($ip.GetAddressBytes())
$maskBits = [System.Collections.BitArray]::new($mask.GetAddressBytes())


# ip OR (NOT mask) calculation using BitArray's own methods
$result = $ipBits.Or($maskBits.Not())


# long-winded way to get the resulting BitArray back to an IP
# via a byte array

$byteTemp = [byte[]]::new(16)
$result.CopyTo($byteTemp, 0)
$maxIP = [ipaddress]::new($byteTemp)

$maxIP.IPAddressToString

# fe80:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff