Java实现IP动态匹配

Java实现IP动态匹配

最近接触了个新的数据结构: Trie 树/ 前缀树/ 字典树 等，都是指的一个意思。想了想，刚好能用来做IP地址的动态匹配，那就实践一下，学以致用。

需求描述

有些时候处于安全考虑，我们需要在系统访问路径或者功能操作上面增加一些权限管控。其中一个比较简单的方案就是IP管控，能不能实现一个简单的动态IP管控呢？

这里只简单的考虑两种用例

• 全字段匹配，192.168.10.1
• 模糊字段匹配，192.168.10.* 或 192.168.*.1

分析设计

全字段匹配其实可以直接equals 比较 就行了，复杂的只要是动态字段匹配。

普通思路分析

用面向对象的思路来整。

可以IP地址切分4段，每个段抽象成一个Class，value表示规则的值，fuzzy表示是否模糊匹配，这样4个段对象就构成了1个IP规则

class Segment{
   
    String value;
    boolean fuzzy;
}

class IPRule{
   
    Segment [] segments;
}

然后为了提高效率，可以使用字典结构，将每个规则段的 Value 用 HashMap 缓存起来

HashMap<String, IPRule> firstSegmentMap;
HashMap<String, IPRule> secondSegmentMap;
HashMap<String, IPRule> thirdSegmentMap;
HashMap<String, IPRule> fourthSegmentMap;

然后就是 进行分段匹配，做个筛选

中间可能做一些优化，segment 引用 IPRule 或者 segment 引用下一个Segment，链式结构等等

也能满足需求

前缀树思路分析

这里基本思路和上一小节分析类似，不过这里就用成熟的数据结果—前缀树。

将IP规则按段分成4部分，其中每一部分都可以作为一个节点，那么我们就整成了一个3层的树，类似

基本的结构就是这样的

class IPNode {
   
   String pattern;
   String nodeVal;
   List<IPNode> childrenNodes;
   boolean fuzzy;

抽象两个方法

// 增加IP规则的方法
void addRule(String ipRule);
// 查询具体的IP地址的方法
IPNode search(String ipAddress);

search 基本思路：

1. 将IP分4段先从根节点中 开始找 1段 匹配的所有子节点 nodes1
2. 然后再从1中的nodes1 中找 2段匹配的 所有子节点 nodes2
3. 然后再从2中的nodes2 中找 3段匹配的 所有子节点 nodes3
4. 然后再从3中的nodes3 中找 4段匹配的 所有子节点 nodes4
5. 找到任意一个就结束

代码实现

这里主要写前缀树的实现

@Data
public class IPNode {
   
    private String pattern; //规则内容
    private String nodeValue; //最后段内容
    private List<IPNode> childrenNodes; //子节点
    private boolean fuzzy;