Mongoid：IPv6地址存儲

Question

我需要在使用Rails3 + Mongoid的Mongodb數據庫中存儲IPv6地址。

集合中還會有（大部分）IPv4地址。

我需要將地址存儲爲小數，因爲我必須查詢屬於網絡的地址（我將網絡和地址存儲在不同的集合中）。我使用BigDecimals來存儲這些地址（因爲IPv6地址是128位長），但當我試圖找到哪些地址屬於一個網絡（具體地說：在網絡和廣播地址之間）時，我沒有發現任何工作解。

Mongoid「GTE」和「LTE」似乎只對整數工作（BigDecimals的實際上是字符串），並返回一個空列表，我沒有找到一個方法來查詢我mongoid模型字符串範圍。

MongoDB似乎允許這（http://www.mongodb.org/display/DOCS/min+and+max+Query+Specifiers），但我沒有在mongoid文檔中找到相應的語法。

查詢類似下面提出了可怕的「DB斷言失敗」：

Network.min(address: ip.network.to_i.to_s).max(address: ip.broadcast.to_i.to_s) 

「ip.to_i.to_s」提供了十進制地址的字符串表示，因爲我使用的ip地址寶石。

同樣的錯誤只用「to_i」或「BigDecimal.new（ip.network.to_i）」

的另一個解決辦法是V6地址存儲在2個64位整數，但它的範圍查詢，我要複雜得多'喜歡對v6和v4地址使用相同的行爲。

有沒有人有乾淨的方式來處理數據庫中的IPv6地址查詢的經驗？

這是我目前的網絡模式：

class Network 

    # INCLUSIONS 

    include Mongoid::Document 
    include Mongoid::Timestamps 

    # RELATIONS 

    belongs_to :vlan 

    # FIELDS 

    field :description 
    field :address, type: BigDecimal 
    field :prefix, type: Integer 
    field :v6,  type: Boolean 
    field :routed, type: Boolean 

    # VALIDATIONS 

    validates :ip, 
     presence: true 

    # Address must be a valid IP address 
    validate :ip do 
     errors.add(:ip, :invalid) unless ip? && ip == ip.network 
    end 

    # INSTANCE METHODS 

    # Returns string representation of the address 
    def address 
     ip.to_s if ip 
    end 

    def address= value 
     raise NoMethodError, 'address can not be set directly' 
    end 

    # Provides the IPAddress object 
    def ip 
     unless @ip.is_a?(IPAddress) || self[:address].blank? 
     # Generate IP address 
     if self[:v6] 
      @ip = IPAddress::IPv6.parse_u128 self[:address].to_i 
     else 
      @ip = IPAddress::IPv4.parse_u32 self[:address].to_i 
     end 
     # Set IP prefix 
     @ip.prefix = self[:prefix] if self[:prefix] 
     end 
     @ip 
    end 

    # Sets network IP 
    def ip= value 
     value   = value.to_s 
     @ip   = value 
     self[:address] = nil 
     self[:prefix] = nil 
     self[:v6]  = nil 
     begin 
     @ip   = IPAddress value 
     self[:address] = @ip.to_i 
     self[:prefix] = @ip.prefix 
     self[:v6]  = @ip.ipv6? 
     rescue 
     end 
    end 

    # Whether IP is a IPAddress object 
    def ip? 
     ip.is_a? IPAddress 
    end 

    # Provides network prefix 
    def prefix 
     return ip.prefix if ip? 
     self[:prefix] 
    end 

    def prefix= value 
     raise NoMethodError, 'prefix can not be set directly' 
    end 

    # Provides string representation of the network 
    def to_s 
     ip? ? ip.to_string : @ip.to_s 
    end 

    def subnets 
     networks = Network.min(address: ip.network.to_i.to_s).max(address: ip.broadcast.to_i.to_s) 
     return networks 
    end 

end 

子網的方法是一個我的工作，以檢測嵌套到當前網絡。

請注意，我想避免網絡/子網和即將到來的主機地址之間的「強」數據庫關係，以保持它們的動態性。

更新：

這是我認爲的正常工作管理嵌套IP網絡的最後一節課。

地址以十六進制格式存儲爲固定長度的字符串。它們可以存儲在基址32中以匹配實際地址的大小，但是hexa更適合可讀性。

子網方法提供了當前網絡中所有子網的列表。

class Network 

    # INCLUSIONS 

    include Mongoid::Document 
    include Mongoid::Timestamps 

    # RELATIONS 

    belongs_to :vlan 

    # FIELDS 

    field :description 
    field :address, type: String 
    field :prefix, type: Integer 
    field :routed, type: Boolean 
    field :v6,  type: Boolean 

    # VALIDATIONS 

    validates :ip, 
     presence: true 

    # Address must be a valid IP address 
    validate do 
     errors.add(:ip, :invalid) unless ip? && ip == ip.network 
    end 

    validate do 
     errors.add(:ip, :prefix_invalid_v6) if ip && ip.ipv6? && (self[:prefix] < 0 || self[:prefix] > 64) 
    end 

    # INSTANCE METHODS 

    # Returns string representation of the address 
    def address 
     ip.to_s if ip 
    end 

    def address= value 
     raise NoMethodError, 'address can not be set directly' 
    end 

    # Provides the IPAddress object 
    def ip 
     unless @ip.is_a?(IPAddress) || self[:address].blank? 
     # Generate IP address 
     if v6 
      @ip = IPAddress::IPv6.parse_u128 self[:address].to_i(16) 
     else 
      @ip = IPAddress::IPv4.parse_u32 self[:address].to_i(16) 
     end 
     # Set IP prefix 
     @ip.prefix = self[:prefix] if self[:prefix] 
     end 
     @ip 
    end 

    # Sets network IP 
    def ip= value 
     value   = value.to_s 
     @ip   = value 
     self[:address] = nil 
     self[:prefix] = nil 
     self[:v6]  = nil 
     begin 
     @ip   = IPAddress value 
     self[:address] = @ip.to_i.to_s(16).rjust((@ip.ipv4? ? 8 : 32), '0') 
     self[:prefix] = @ip.prefix 
     self[:v6]  = @ip.ipv6? 
     rescue 
     end 
    end 

    # Whether IP is a IPAddress object 
    def ip? 
     ip.is_a? IPAddress 
    end 

    # Provides network prefix 
    def prefix 
     return ip.prefix if ip? 
     self[:prefix] 
    end 

    def prefix= value 
     raise NoMethodError, 'prefix can not be set directly' 
    end 

    # Provides string representation of the network 
    def to_s 
     ip? ? ip.to_string : @ip.to_s 
    end 

    # Provides nested subnets list 
    def subnets 
     length= ip.ipv4? ? 8 : 32 
     networks = Network.where(
     v6: v6, 
     :address.gte => (ip.network.to_i.to_s(16)).rjust(length, '0'), 
     :address.lte => (ip.broadcast.to_i.to_s(16).rjust(length, '0')), 
     :prefix.gte => ip.prefix 
    ).asc(:address).asc(:prefix) 
    end 

end 

Answer 1

一種可能的方式來做到這一點是在網絡存儲在表示爲二進制字符串。並且不包括無意義的尾隨零（對於a/12，您保留前12位）。

例如：網絡192.168.1.0實際上是11000000101010000000000100000000。你可以算出它的後面的零：110000001010100000000001，它是一個/ 24。

你可以找到它的所有子網：

Network.where(:address_bin => /^110000001010100000000001/, :v6 => false) 

和使用的索引上:address_bin如果有的話。 :v6 => false用於匹配相同類型的子網。

回到源:)

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其他方式，更簡單，你的問題是對於IPv6，但在IPv6中，地址的最後64位是保留於子網中的主機。例如，如果你有一個/ 40，你只剩64-40 = 24bits來處理子網（如果有的話）。

因此，您可以將網絡地址存儲爲64位的整數，128位地址的前64位;最後64位是強制零。