Java: calcolare il numero di indirizzi IP disponibili in una subnet

Calcolare il numero di indirizzi IP disponibili in una subnet è un compito fondamentale nella gestione di reti. In questo articolo, vedremo come implementare questa funzionalità in Java, sfruttando la conoscenza della maschera di sottorete (subnet mask).

Prima di immergerci nel codice, è essenziale capire alcuni concetti di base delle reti:

• Indirizzo IP: Un indirizzo univoco assegnato a ogni dispositivo su una rete.
• Subnet Mask: Usata per dividere l'indirizzo IP in una 'rete' e una 'parte host'.
• CIDR (Classless Inter-Domain Routing): Una notazione usata per specificare la subnet mask, es. 192.168.1.0/24 dove /24 indica che i primi 24 bit dell'indirizzo sono la parte di rete.

La formula per calcolare il numero di indirizzi disponibili in una subnet è:

Numero di indirizzi = 2^{(32-numero di bit della maschera di rete)}

Per una subnet con una maschera di rete di 24 bit (comunemente espressa come /24 o 255.255.255.0), il calcolo sarebbe:

2^(32-24) = 256

Di questi 256 indirizzi, uno è riservato per l'indirizzo di rete e uno per il broadcast, lasciando quindi 254 indirizzi utilizzabili per gli host.

Ecco un esempio di come potremmo implementare il calcolo degli indirizzi disponibili in una subnet usando Java:

public class SubnetCalculator {

    public static int calculateAvailableIPs(String subnetMask) {
        String[] parts = subnetMask.split("\\.");
        int onesCount = 0;
        for (String part : parts) {
            int value = Integer.parseInt(part);
            onesCount += Integer.bitCount(value);
        }
        int hostBits = 32 - onesCount;
        return (int) Math.pow(2, hostBits) - 2;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String subnetMask = "255.255.255.0";  // Esempio: maschera di sottorete /24
        int availableIPs = calculateAvailableIPs(subnetMask);
        System.out.println("Numero di indirizzi IP disponibili: " + availableIPs);
    }
}

Ossia:

1. Metodo calculateAvailableIPs: Il metodo accetta una stringa che rappresenta la subnet mask e calcola il numero di bit impostati a 1. Divide la subnet mask in quattro parti (i byte), converte ciascuna parte in un intero, e usa Integer.bitCount per contare quanti bit sono impostati a 1 in ogni byte.

2. Calcolo degli indirizzi disponibili: Sottraendo il numero totale di bit impostati a 1 da 32, otteniamo il numero di bit disponibili per gli indirizzi host. Utilizziamo Math.pow per calcolare 2^(32-n), e sottraiamo 2 per escludere l'indirizzo di rete e quello di broadcast.

3. Main: In questo metodo, definiamo un esempio di subnet mask e invochiamo il metodo calculateAvailableIPs per ottenere e stampare il numero di indirizzi IP disponibili.

In conclusione, questo esempio dimostra come si possa facilmente calcolare il numero di indirizzi IP disponibili in una subnet utilizzando Java. La comprensione e l'implementazione di questi concetti sono essenziali per la gestione efficace delle reti IP.