使用 python/pandas 计算子网中已使用/免费的 ip 地址

Question

假设我有一个子网列表和它们的主子网

| ip         | description                    | master subnet |
|------------|--------------------------------|---------------|
| 1.1.1.0/20 | master                         | /             |
| 1.1.1.0/22 | subnet n-1, no further subnets | 1.1.1.0/20    |
| 1.1.2.0/24 | subnet n-1, further subnets    | 1.1.1.0/20    |
| 1.1.3.0/29 | subnet n-2                     | 1.1.2.0/24    |
| 1.1.3.1/29 | subnet n-2                     | 1.1.2.0/24    |

我想知道每个主子网的已用/空闲 ips 数量。 我会通过查找主子网内的已知子网并从总 ips 中减去 ips 的数量来做到这一点。

但是，在我的数据中，主子网的子网“深度”不是恒定的。 1.1.1.0/20 由两个子网组成，一个 /22 和一个 /24。在 /22 中，所有 ip 都被视为正在使用（数据中没有其他子网）。但是在 /24 中，并不是所有的 ip 地址都被使用，而是只使用那些包含在后续行中的 ip 地址。

预期结果：

| ip         | description                    | master subnet | total | used | free |
|------------|--------------------------------|---------------|-------|------|------|
| 1.1.1.0/20 | master                         | /             | 4096  | 1040 | 3056 |
| 1.1.1.0/22 | subnet n-1, no further subnets | 1.1.1.0/20    | 1024  | 1024 | 0    |
| 1.1.2.0/24 | subnet n-1, further subnets    | 1.1.1.0/20    | 256   | 16   | 240  |
| 1.1.3.0/29 | subnet n-2                     | 1.1.2.0/24    | 8     | 8    | 0    |
| 1.1.3.1/29 | subnet n-2                     | 1.1.2.0/24    | 8     | 8    | 0    |

常规

df.groupby('master subnet').sum()

不会考虑这种层次结构，而是将 /24 计为完全“使用”。

我数据中的其他示例转到 n-3 或 n-4，因此问题只是在其他级别上重复。

关于如何解决这个问题的任何线索？

Answer 1

可以先通过拆分前缀来计算

total

。然后

used

通过按

master subnet

分组然后映射

ip

。用

total

填充 NA 值然后减去。然后你必须在减去之前重新映射

used

：

df['total'] = 2**(32 - df['ip'].str.split('/', expand=True)[1].astype(int))
subnet_total = df.groupby('master subnet')['total'].sum()
df['used'] = df['ip'].map(subnet_total).fillna(df['total']).astype(int)
subnet_used = df.groupby('master subnet')['used'].sum()
df.loc[df['ip'].isin(subnet_used.index),'used'] = df['ip'].map(subnet_used)
df['free'] = df['total'] - df['used']
print(df)

输出：

           ip                     description master subnet  total  used  free
0  1.1.1.0/20                          master             /   4096  1040  3056
1  1.1.1.0/22  subnet n-1, no further subnets    1.1.1.0/20   1024  1024     0
2  1.1.2.0/24     subnet n-1, further subnets    1.1.1.0/20    256    16   240
3  1.1.3.0/29                      subnet n-2    1.1.2.0/24      8     8     0
4  1.1.3.1/29                      subnet n-2    1.1.2.0/24      8     8     0