PowerShell：将IP地址转换为子网

Question

我可以使用以下方法提取我的计算机主机IP地址：

$IPAddr = Get-NetIPConfiguration -InterfaceAlias "Ethernet" | select IPv4Address 

如何根据子网掩码（例如/24，/20，/16等）获取其对应的子网地址？

如果主机IP地址为192.168.100.45，子网掩码为/24或255.255.255.0，则代码应该获取子网地址值为192.168.100.0。

- Jee

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请参考这个问题的优秀答案，它涉及简单的二进制数学。 - Ron Maupin

确实，那个链接提供了一个非常好的答案来回答那篇特定帖子中的问题。但是对于这篇文章，在最简单的逻辑中，我希望得到如何将变量 $IPAddr 的值（即 192.168.100.45）和其 CIDR 子网掩码 /24 转换为相应的网络地址 192.168.100.0 的指导，并将其传递给另一个变量以用于脚本的另一部分。 - Jee

你能解析netsh输出的结果吗？比如说，netsh interface ip show config 'Ethernet'？ - vonPryz

这个想法是使用纯PowerShell命令，在运行脚本时避免调用外部进程。但如果您能建议一个代码，可以从上述netsh单行输出中剥离子网地址值，并直接将该值传递给另一个命令的变量，那么这绝对值得一试。 - Jee

由于目标是确定计算机的实际子网地址（而不仅仅是子网掩码），如果在 PowerShell 中有比从另一个命令输出的值进行计算或转换更简单的方法，那就太好了。 - Jee

Answer 1

您可以使用IPAddress类。例如：

[IPAddress] (([IPAddress] "192.168.100.45").Address -band ([IPAddress] "255.255.255.0").Address)

这将输出一个包含IP地址192.168.100.0的IPAddress对象。

要将位数转换为等效的掩码字符串，您可以使用以下函数：

function ConvertTo-IPv4MaskString {
  param(
    [Parameter(Mandatory = $true)]
    [ValidateRange(0, 32)]
    [Int] $MaskBits
  )
  $mask = ([Math]::Pow(2, $MaskBits) - 1) * [Math]::Pow(2, (32 - $MaskBits))
  $bytes = [BitConverter]::GetBytes([UInt32] $mask)
  (($bytes.Count - 1)..0 | ForEach-Object { [String] $bytes[$_] }) -join "."
}

使用这个函数，你可以这样写：

[IPAddress] (([IPAddress] "192.168.100.45").Address -band ([IPAddress] (ConvertTo-IPv4MaskString 24)).Address)

这将输出包含IP地址192.168.100.0的IPAddress对象。

还有一些其他有用的函数：

function Test-IPv4MaskString {
  param(
    [Parameter(Mandatory = $true)]
    [String] $MaskString
  )
  $validBytes = '0|128|192|224|240|248|252|254|255'
  $MaskString -match `
    ('^((({0})\.0\.0\.0)|'      -f $validBytes) +
    ('(255\.({0})\.0\.0)|'      -f $validBytes) +
    ('(255\.255\.({0})\.0)|'    -f $validBytes) +
    ('(255\.255\.255\.({0})))$' -f $validBytes)
}

function ConvertTo-IPv4MaskBits {
  param(
    [parameter(Mandatory = $true)]
    [ValidateScript({Test-IPv4MaskString $_})]
    [String] $MaskString
  )
  $mask = ([IPAddress] $MaskString).Address
  for ( $bitCount = 0; $mask -ne 0; $bitCount++ ) {
    $mask = $mask -band ($mask - 1)
  }
  $bitCount
}

ConvertTo-IPv4MaskBits是ConvertTo-IPv4MaskString的反函数，它使用Test-IPv4MaskString来验证掩码是否为有效的IPv4掩码。

我之前写过一篇文章，其中提供了更多详细信息： IT Pro Today - PowerShell中使用IPv4地址的方法

- Bill_Stewart

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感谢您提供详细的答案，其中包括必要的函数，当然还有您的文章。非常有帮助。可以在任何可能的前缀和子网掩码中使用。=) - Jee

那是很棒的东西。运行得非常好。 - Rodrigo Werlang

Answer 2

微软的IP地址实现非常慢，而且不幸的是他们也将八进制值按错误顺序排列。对于所有与IP相关的计算，我决定使用自己的函数效果更好。这是我的代码片段：

function ipNr($s) {
    [byte[]]$ip = $s.Split(".")
    [array]::Reverse($ip)
    [bitconverter]::ToUInt32($ip,0)
}

function ipString($n) {
    $ip = [bitconverter]::GetBytes($n)
    [array]::Reverse($ip)
    [string]::Join(".", $ip)
}

function maskNr($b) {
    (1 -shl $b)-1 -shl (32-$b)
}

$ip = "192.168.100.45"
$prefixLength = 24
$subnetId = ipString ((ipNr $ip) -band (maskNr $prefixLength)) 
write-host "$subnetId/$prefixLength"

- Carsten