java で ip アドレス と サブネットマスクからネットワークアドレスを取得方法

Question

ip アドレス と サブネットマスク2つの引数を持っている関数を作っています。
それぞれの引数を指定すると、ネットワークアドレスをreturnすることです。

計算方法を調べたところ、
IP アドレスとサブネットマスクの各数値の論理積をとるようです。

実際にコードで書くならどういうふうになるかわかりません。とりあえず、それぞれを2進数に交換しいます。
以下は途中ですが、2進数の値が正しくないですが、原因も分からずです。
基準ライブラリを使えば簡単ですが、実査に作りたいので、どうぞよろしくお願いいたします。

	public static void getNetworkAddress (String _ipAddress, String _subnetMask) throws UnknownHostException {
		// ipaddressを2進数に交換する
		byte[] bytes = InetAddress.getByName(_ipAddress).getAddress();
		String ip_binary = new BigInteger(1, bytes).toString(2);
		System.out.println(ip_binary);
		
		// subnetMaskを2進数に交換する
		byte[] bytes2 = InetAddress.getByName(_subnetMask).getAddress();
		String subnetMask_binary = new BigInteger(1, bytes).toString(2);
        System.out.println(subnetMask_binary);
	}

Answer 1

もしよかったら、実際にコードを書くとどうなるかを教えていただけますか。

本来なら別質問を立てた方が良いと思いますがどうしてもわからない時には参考までにどうぞ。

【サブネット数、ホスト数の求め方に ついて】
[java] OO進数<=>int OO進数<=>バイト列　変換方法まとめ

###出力結果

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class memo_qa145403_2 {
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {

		String sb = "255.255.255.192";

		System.out.println(maxHostCount(sb));

	}

	/**
	 * ホスト数を求める
	 */
	public static int maxHostCount(String sb) throws UnknownHostException {
		int result = 0;

		byte[] bSB = InetAddress.getByName(sb).getAddress();

		for (int i = 0; i < bSB.length; i++) {
			System.out.printf("%02X  ", (0x0ff & bSB[i]));
		}
		System.out.println();

		//16進数表記
		for (int i = 0; i < bSB.length; i++) {
			System.out.print(bSB[i]);
		}
		System.out.println();

		//2進数表記
		String binNum = "";
		for (byte b : bSB) {
			for (int i = 0; i < 8; i++) {
				binNum += String.format("%d", (b & 0x80) / 0x80);
				b <<= 1;
			}
		}
		System.out.println(binNum);

		//元の文字列長から"0"を""で置換(消去)した文字列長を計算して
		//0の個数を数える
		int x = binNum.length() - binNum.replace("0", "").length();

		//ホスト数を求める公式2^x-2
		result = (int) (Math.pow(2, x) - 2);

		//答え
		return result;
	}
}

Comments

[rev_timo]

大変助かりました。ありがとうございます。

Answer 2

JavaのInetAddressクラス
ビット演算子
ネットワークアドレス

論理積のビット演算は単純にa & bで演算出来ます。
計算途中のログ出力していますので参考にしてください。

###出力結果

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class memo_qa145403 {

//	IPアドレスが「192.168.125.130」
//	ネットマスクが「255.255.255.192｣のIPアドレスがあるとする。
//	192.168.125.130は2進数になおすと「11000000 10101000 01111101 10000010」となる。
//	255.255.255.192は2進数になおすと「11111111 11111111 11111111 11000000」となる。
//	これらを桁ごとに論理積を算出すると「11000000 10101000 01111101 10000000」となり、これがネットワークアドレスである。
//	10進数になおすと「192.168.125.128」となる。

	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {

		String ip = "192.168.125.130";
		String sb = "255.255.255.192";
		String nt = getNetworkAddress(ip,sb);

		System.out.println(nt);

		System.out.println();
		System.out.println(nt.substring(1));

	}

	public static String getNetworkAddress (String ip, String sb) throws UnknownHostException {

		byte[] bIP = InetAddress.getByName(ip).getAddress();
		byte[] bSB = InetAddress.getByName(sb).getAddress();
		byte[] bNT = new byte[4];

		for(int i = 0;i<bIP.length;i++) {
			System.out.printf("%02X  ", (0x0ff & bIP[i]));
		}
		System.out.println();

		for(int i = 0;i<bSB.length;i++) {
			System.out.printf("%02X  ", (0x0ff & bSB[i]));
		}
		System.out.println();

		for(int i = 0;i<bIP.length;i++) {

			bNT[i] = (byte) (bIP[i] & bSB[i]);
			System.out.printf("%02X  ", (0x0ff & bNT[i]));
		}
		System.out.println();

		return InetAddress.getByAddress(bNT).toString();

    }
}

Comments

[rev_timo]

丁寧に説明していただきありがとうございます。参考にさせていただきます。

[rev_timo]

opyonさん、最後にもう一つ教えていただけますか。
もう一つの maxHostCount(String _ip, String _subnetmask) というメソッドも作っていますが、やりたいことは指定したIPアドレスが所属するネットワークで使用できる最大ホスト数を取得することです。
例えば：ip address = 192.168.2.65, subnetmask = 255.255.255.192 の場合最大ホスト数は 62になる。
計算方法は調べたところ、「ネットワーク内で使用できるホスト数から、ネットワークアド
レスとブロードキャストアドレスの２つを引いた数となる」と書いてました。

つまりこのような感じだと思いますが,
【 ネットワーク内で使用できるホスト数-(ネットワークアドレスと+ブロードキャストアドレス) 】
正しいですか？
ネットワークとブロードキャストアドレスの取得方法は回答いただいたコードを参考にすればできると思いますが、「ネットワーク内で使用できるホスト数」というところはよくわかりません。

もしよかったら、実際にコードを書くとどうなるかを教えていただけますか。

[opyon]

計算方法はそれでも合っていると思いますが、サブネットマスクの0ビットの個数をxとして2のx乗-2でも表せます。16進数のままで計算出来るかは分かりませんが、2進数ならコード中のbyte[]配列の値で0の個数を数えれば可能かと思います。
参考URL
http://www.geocities.jp/cwqnx949/subnetka/
https://tomari.org/main/java/ipaddress.html

もうほとんど理解されていると思うので自力で頑張って書いてみてください。

[rev_timo]

ありがとうございます。

[opyon]

因みに私はネットに精通しているわけではなく、IPアドレス、ネットワークアドレス、サブネットマスク、ホスト数、などのキーワードで検索した結果から使えそうなコードを自分なりに分かりやすいようにアレンジしてみただけですので正確かどうかはご自身で確認して頂けたらと思います。

[rev_timo]

わかりました。
参考させていただきます。

Answer 3

つSubnetUtils

Answer 4

BigInteger の論理積は簡単に計算できます。
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/math/BigInteger.html#and-java.math.BigInteger-

ちなみに、以下間違えてますよ。変数名はもっと丁寧に付けましょう。

// subnetMaskを2進数に交換する
byte[] bytes2 = InetAddress.getByName(_subnetMask).getAddress();
String subnetMask_binary = new BigInteger(1, bytes).toString(2); // bytes ではなく bytes2
System.out.println(subnetMask_binary);