给定子网范围和 IP 列表，选择 IP 所在的所有行答案

【问题标题】：Given a subnet range and a list of IPs select all rows which the IPs fall between给定子网范围和 IP 列表，选择 IP 所在的所有行
【发布时间】：2013-06-09 04:37:30
【问题描述】：

我正在对数据库中网络的各个方面进行建模。我们正在处理的一个更烦人的问题是创建子网范围，然后确定一组给定的 IP 是否在这些范围内。我们当前的模型通过以下列解释了 IPv4 和 IPv6 之间的差异：

[subnet_sk]      [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
[ipv6_network]   [char](39)          NULL,
[ipv6_broadcast] [char](39)          NULL,
[ipv4_network]   [char](15)          NULL,
[ipv4_broadcast] [char](15)          NULL,
[network_type]   [char](4)           NOT NULL

上面的架构做了一些重要的假设。我们正在使用完全扩展的 IP（192.168.001.001 与 192.168.1.1）进行存储和比较。我们之所以做出这个决定是因为存储 IPv6 addresses numerically in SQL server 的问题（bigint 是无符号的，这意味着我们必须使用六列来表示 IPv6）。

鉴于此表架构，很容易编写一个选择语句来确定任一类型的 IP 是否在表中的范围之间：

select *
  from subnet
 where '1234:0000:0000:0000:fc12:00ab:0042:1050'
       between ipv6_network
           and ipv6_broadcast

-- or alternatively for IPv4

select *
  from subnet
 where '192.168.005.015'
       between ipv4_network
           and ipv4_broadcast

更难的是给出一个 IP 列表来确定其中哪些位于子网范围之间。 IP 列表将由用户输入提供，并且不存储在数据库中。显然，对于存储在数据库中的数据，我可以进行类似的连接，如下例所示。

例如，用户可以提供1234:0000:0000:0000:fc12:00ab:0042:1050、192.168.001.001 和192.168.1.1。我想出的唯一解决方案是使用 table-valued function to split a list 的 IP 并使用 between 执行连接：

-- this only covers the IPv4 addresses from the above list a similar query would
-- be used for IPv6 and the two queries could be unioned
select sub.*
  from fn_SplitList('192.168.001.001,192.168.005.015',',') split
       join subnet sub
         on split.Data
             between sub.ipv4_network
                 and sub.ipv4_broadcast

虽然使用拆分功能有效，但感觉很笨拙。我花了大部分时间在common table expressions 周围嗅探，但想不出一个可行的实现。理想情况下，单个选择将确定是否从 IPv4 或 IPv6 列中反弹给定的字符串，但如果这不可能，我可以在将 IP 集合交给数据库之前分离列表。

为了更容易回答，我创建了上面的SQL Fiddle。 SQL 中是否有一种机制（我宁愿不使用 T-SQL）给定 IP 列表来确定这些 IP 位于哪些现有子网范围？上述模式是否是解决问题的正确方法，不同的数据模型会导致更简单的解决方案吗？

【问题讨论】：

我没有很好的网络知识。我想知道是只有 fn_SplitList() 困扰您，还是您想找到一些更好的方法来处理整个场景？
@RaviSingh 给出了这个数据模型，如果我们使用日期列表来确定它们是否在一个范围内，我也会有同样的问题。所以我的问题是我觉得 fn_SplitList 是解决问题的一种方法，但感觉那里有一个更清洁的解决方案。也就是说，如果您告诉我“您的架构是错误的，并且如果您的数据模型以这种方式设置，您的查询会更容易，”我会全神贯注。因此，如果您无法帮助建模但可以帮助更好地查询不使用 fn_SplitList 我对您的解决方案非常感兴趣。
最近偶然发现，但为了参考，这里有一些类似的线程讨论 SQL Server 中的字符串拆分：stackoverflow.com/questions/2647/split-string-in-sql 和 stackoverflow.com/questions/314824/…

标签： sql sql-server ipv6 ipv4

【解决方案1】：

这不是一个完整的解决方案，而是另一个设计的想法，我在想而不是进行典型的 SQL 比较，为什么不尝试使用逻辑比较。对 sql 实现知之甚少，我尝试过按位比较，（使用 bigint）

还有很多优化要做，但是我认为它可能会有所帮助，

我比较 4 个 ip（192.168.1.1 和另外 3 个）的小演示，我将它们用作 bigint，因为 int 太小，我需要使用逻辑按位比较，（更多信息在这里http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms174965.aspx）

select * from (
    select cast(192168001001 as bigint) as ip union all
    select cast(192168001002 as bigint) as ip union all
    select cast(192168002001 as bigint) as ip union all
    select cast(192168002002 as bigint) as ip
) as ip_table
where ip & cast(192168001000 as bigint) = cast(192168001000 as bigint)

如您所见，i (AND/&) IP 和网络地址然后我将其与网络地址进行比较，如果匹配，则属于此范围

如果我错了，请纠正我，我需要更多地考虑这个，确实非常有趣的东西

编辑：正如下面评论的，bigint 对于 IPv6 来说太小了，所以这很遗憾不起作用，按位（AND）运算不能用二进制数据类型完成，它只会接受整数类型......

【讨论】：

bigint 非常适合 IPv4 地址。不幸的是，SQL Server 不允许无符号大整数，这使得 IPv6 的按位比较变得困难，因为您需要三列将 IPv6 地址表示为大整数。

【解决方案2】：

我一直在看你的 SQL Fiddle，玩弄有问题的查询，

为了 100% 清楚，您需要一个查询来查找主机地址列表所属的所有范围。

所以你可以把你的主机当作一个数据列表/表，然后将子网内部连接到它上面（或者如果你需要它出现，即使没有子网也可以左连接）

select *
from (
  select '192.168.001.001' as ip union
  select'192.168.005.015') as hosts
inner join subnet
  on ip between ipv4_network and ipv4_broadcast

我得到了 4 个结果（每个记录有两个匹配的子网）

【讨论】：

【解决方案3】：

您是否考虑将 ipv6 和 ipv4 格式存储在一列中？

Storing IP addresses in Microsoft SQL Server

这需要转换任意源数据以供您比较（或其他方式），但至少您可以避免需要两个单独的查询来检查。

然后我倾向于从您的源数据（FOR XML？）形成一个 CTE，然后加入您的数据库表（子网）。

【讨论】：

【解决方案4】：

我倾向于使用 [xml] 或 [heirarchyid] (http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb677290.aspx) 来解决这个问题，并将数据视为一棵树。然后使用 [tree].[run] @subnet 方法基于现有子网构建树变得相对简单，该方法运行树并找到与 @subnet 匹配的节点。通过将数据视为一棵树（实际上就是这样）并构建通用的树处理（递归）方法，您应该能够轻松地找到一个节点（如果存在）或插入它并获取下一个和之前的节点。

如果感兴趣，我可以提供更详细的示例，但这不是一个简单的解决方案，所以我不会花时间在它上面。我在这里展示的是一个简单的原型，它找到作为输入掩码的父节点（作为简单匹配）的节点。我仅将其作为示例提交，但如果您对解决方案感兴趣，我可以提供更多详细信息，或者您可以轻松了解如何使用这些技术构建解决方案。

和平，凯瑟琳

    use [test_01];

    go

    if schema_id(N'tree') is null
        execute (N'create schema tree');

    go

    if object_id(N'[tree].[run]',
                 N'FN') is not null
        drop function [tree].[run];

    go

    create function [tree].[run] (
        @network      [xml],
        @mask_to_find [sysname],
        @position     [sysname]
    )
    returns [sysname]
    as
        begin
            declare @quad [sysname] = substring(@mask_to_find,
                        0,
                        charindex(N'.',
                                  @mask_to_find,
                                  0));

            set @mask_to_find = substring(@mask_to_find,
                                          charindex(N'.', @mask_to_find, 0) + 1,
                                          len(@mask_to_find));
            set @network = @network.query('/*[@quad=sql:variable("@quad")]/*');

            if(@network.value('count (/*)',
                              'int') > 0)
                begin
                    set @position = coalesce(@position + N'.', N'') + @quad;
                end
            else
                set @position = coalesce(@position + N'.', N'') + N'000';

            if (@@nestlevel < 4)
                return [tree].[run] (@network,
                                     @mask_to_find,
                                     @position);

            return @position;
        end

    go

    declare @network [xml] = N'<subnet quad="255" >
            <subnet quad="255" >
                <subnet quad="192" />
                <subnet quad="255" />
            </subnet>
        </subnet>
        <subnet quad="10" />';
    declare @mask_to_find [sysname] = N'255.255.190.000';
    declare @position [sysname];

    select [tree].[run] (@network,
                         @mask_to_find,
                         @position)

    go

【讨论】：