如何将IPv6地址转换为二进制字符串？

Question

如何将IPv6地址转换为二进制字符串？

例：

IPv6:    2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
Binary:  0010000000000001 0000110110111000 1000010110100011 0000000000000000 0000000000000000 1000101000101110 0000001101110000 0111001100110100 

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我想用Java做到这一点。这是我失败的尝试（我没有要求与此尝试相关的解决方案）：

用C ++实现，我更熟悉：

#include <iostream>
#include <string>

#define _BSD_SOURCE
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

std::string toBinary(unsigned long int decimalIpV6)
{
    std::string r;
    while(decimalIpV6!=0) {r=(decimalIpV6%2==0 ?"0":"1")+r; decimalIpV6/=2;}
    return r;
}

unsigned long int ipV6toDecimal(std::string binaryString) {
    struct sockaddr_in antelope;    
    inet_aton(binaryString.c_str(), &antelope.sin_addr); // store IP in antelope
    // and this call is the same as the inet_aton() call, above:
    antelope.sin_addr.s_addr = inet_addr(binaryString.c_str());
    return antelope.sin_addr.s_addr;
}

int main() {
    std::string ipv6 = "192.168.0.0";
    unsigned long int ipv6decimal= ipV6toDecimal(ipv6);
    std::cout << toBinary(ipv6decimal) << std::endl;
    return 0;
}

这是错误的并产生错误的结果（“1010100011000000”）。

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PS：有一个IPv6到二进制计算器online，它可能在测试时帮助你。

Answer 1

尝试此解决方案：

String ipv6 = "2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334";
String[] spl = ipv6.split(":");
String result = "", del = "";
for (String s : spl) {
    result += del
            + String.format("%16s", new BigInteger(s, 16).toString(2)).replace(' ', '0');
    del = " ";
}
System.out.println(result);

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如果您使用的是Java 8，则可以使用：

String result = Stream.of(ipv6.split(":"))
      .map(s -> String.format("%16s", new BigInteger(s, 16).toString(2)).replace(' ', '0'))
      .collect(Collectors.joining(" "));

产量

0010000000000001 0000110110111000 1000010110100011 0000000000000000 0000000000000000 1000101000101110 0000001101110000 0111001100110100

Answer 2

你也可以这样做：

String ipv6 = "2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334";
String result = "";
for (String s : ipv6.split(":")) {
    int value = Integer.parseInt(s, 16);
    result += String.format("%16s", Integer.toBinaryString(value)).replace(' ', '0') + " ";
}

System.out.println(result);

输出：

0010000000000001 0000110110111000 1000010110100011 0000000000000000 0000000000000000 1000101000101110 0000001101110000 0111001100110100 

编辑

压缩给定的IPv6地址时，先前的解决方案将不起作用。例如，3210:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000可以缩短为3210::，值得一提的是，在这些情况下，如果我们不先处理这个问题，到目前为止提出的解决方案将无效。要解决该问题，您可以执行以下操作：

String ipv6CompressedAddress = "3210::";
Inet6Address ipv6Address = (Inet6Address) Inet6Address.getByName(ipv6CompressedAddress);
String ipv6 = ipv6Address.getCanonicalHostName(); // 3210:0:0:0:0:0:0:0

在这里，我使用Java's IPv6 representation class Inet6Address来获得压缩较少的IP地址。然后我们可以使用前面显示的方法将其转换为二进制。

Answer 3

open-source IPAddress Java library可以生成许多不同的字符串格式，其中一种是二进制字符串。免责声明：我是IPAddress库的项目经理。

String str = "2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334";

IPAddressString addrStr = new IPAddressString(str);
IPAddress addr  = addrStr.getAddress();
String binaryStr = addr.toBinaryString();
System.out.println(binaryStr);

输出：

00100000000000010000110110111000100001011010001100000000000000000000000000000000100010100010111000000011011100000111001100110100

请注意，这会处理表示IPv6地址的各种不同方式（例如使用压缩段，或使用嵌入式IPv4作为最终段）。另请注意，代码同样适用于IPv4地址。