この場合、LEAD があるため、再帰は必要ありません。 関数。
「ギャップ」と「島」の観点から問題を考えてみます。
最初は IPv4 に焦点を当てますが、IPv6 の考え方は同じであり、最後に一般的な解決策を示します。
まず、考えられる IP の全範囲があります:0x00000000 から 0xFFFFFFFF に .
この範囲内には、dhcp_range の範囲 (包括的) によって定義された「島」があります。 :dhcp_range.begin_address, dhcp_range.end_address .割り当てられた IP アドレスのリストは、それぞれ 1 つの要素を持つ島の別のセットと考えることができます:ip_address.address, ip_address.address .最後に、サブネット自体は 2 つの島です:0x00000000, subnet.ipv4_begin および subnet.ipv4_end, 0xFFFFFFFF .
これらの島々はそうではないことがわかっています オーバーラップすることで、私たちの生活が楽になります。島は互いに完全に隣接することができます。たとえば、連続して割り当てられた IP アドレスがほとんどない場合、それらの間のギャップはゼロです。これらすべてのアイランドの中で、少なくとも 1 つの要素を持つ最初のギャップを見つける必要があります。つまり、ゼロ以外のギャップです。つまり、次のアイランドは前の島が終わってから少し離れたところ。
UNION を使用してすべての島をまとめます。 (CTE_Islands ) そして end_address の順にそれらすべてを調べます (または begin_address 、インデックスのあるフィールドを使用) および LEAD を使用 先を見て、次の島の開始アドレスを取得します。最後に、各行に end_address が含まれるテーブルができます。 現在の島の begin_address 次の島の (CTE_Diff ）。それらの差が複数ある場合は、「ギャップ」が十分に広いことを意味し、end_address を返します。 現在の島 + 1.
特定のサブネットで使用可能な最初の IP アドレス
DECLARE @ParamSubnet_sk int = 1;
WITH
CTE_Islands
AS
(
SELECT CAST(begin_address AS bigint) AS begin_address, CAST(end_address AS bigint) AS end_address
FROM dhcp_range
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(address AS bigint) AS begin_address, CAST(address AS bigint) AS end_address
FROM ip_address
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(0x00000000 AS bigint) AS begin_address, CAST(ipv4_begin AS bigint) AS end_address
FROM subnet
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(ipv4_end AS bigint) AS begin_address, CAST(0xFFFFFFFF AS bigint) AS end_address
FROM subnet
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
)
,CTE_Diff
AS
(
SELECT
begin_address
, end_address
--, LEAD(begin_address) OVER(ORDER BY end_address) AS BeginNextIsland
, LEAD(begin_address) OVER(ORDER BY end_address) - end_address AS Diff
FROM CTE_Islands
)
SELECT TOP(1)
CAST(end_address + 1 AS varbinary(4)) AS NextAvailableIPAddress
FROM CTE_Diff
WHERE Diff > 1
ORDER BY end_address;
利用可能な IP アドレスが少なくとも 1 つある場合、結果セットには 1 つの行が含まれ、利用可能な IP アドレスがない場合、行はまったく含まれません。
For parameter 1 result is `0xAC101129`.
For parameter 2 result is `0xC0A81B1F`.
For parameter 3 result is `0xC0A8160C`.
SQLFiddle
へのリンクは次のとおりです。 .パラメータで動かなかったので 1 をハードコーディングしました そこの。 UNION を他のサブネット ID (2 または 3) に変更して、他のサブネットを試してください。また、結果を varbinary に表示しませんでした 正しく、bigintのままにしました。たとえば、Windows 電卓を使用して 16 進数に変換し、結果を確認します。
TOP(1) で結果を最初のギャップに制限しない場合 、利用可能なすべての IP 範囲 (ギャップ) のリストを取得します。
特定のサブネットで使用可能なすべての IP アドレス範囲のリスト
DECLARE @ParamSubnet_sk int = 1;
WITH
CTE_Islands
AS
(
SELECT CAST(begin_address AS bigint) AS begin_address, CAST(end_address AS bigint) AS end_address
FROM dhcp_range
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(address AS bigint) AS begin_address, CAST(address AS bigint) AS end_address
FROM ip_address
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(0x00000000 AS bigint) AS begin_address, CAST(ipv4_begin AS bigint) AS end_address
FROM subnet
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(ipv4_end AS bigint) AS begin_address, CAST(0xFFFFFFFF AS bigint) AS end_address
FROM subnet
WHERE subnet_sk = @ParamSubnet_sk
)
,CTE_Diff
AS
(
SELECT
begin_address
, end_address
, LEAD(begin_address) OVER(ORDER BY end_address) AS BeginNextIsland
, LEAD(begin_address) OVER(ORDER BY end_address) - end_address AS Diff
FROM CTE_Islands
)
SELECT
CAST(end_address + 1 AS varbinary(4)) AS begin_range_AvailableIPAddress
,CAST(BeginNextIsland - 1 AS varbinary(4)) AS end_range_AvailableIPAddress
FROM CTE_Diff
WHERE Diff > 1
ORDER BY end_address;
結果。 SQL フィドル 16 進数ではなく単純な bigint として結果を取得し、ハードコードされたパラメータ ID を使用します。
Result set for ID = 1
begin_range_AvailableIPAddress end_range_AvailableIPAddress
0xAC101129 0xAC10112E
Result set for ID = 2
begin_range_AvailableIPAddress end_range_AvailableIPAddress
0xC0A81B1F 0xC0A81B1F
0xC0A81B22 0xC0A81B28
0xC0A81BFA 0xC0A81BFE
Result set for ID = 3
begin_range_AvailableIPAddress end_range_AvailableIPAddress
0xC0A8160C 0xC0A8160C
0xC0A816FE 0xC0A816FE
各サブネットで使用可能な最初の IP アドレス
特定のサブネットを 1 つ指定するのではなく、クエリを拡張してすべてのサブネットの最初に使用可能な IP アドレスを返すのは簡単です。 CROSS APPLY を使用します 各サブネットの島のリストを取得し、PARTITION BY subnet_sk を追加します LEADに 関数。
WITH
CTE_Islands
AS
(
SELECT
subnet_sk
, begin_address
, end_address
FROM
subnet AS Main
CROSS APPLY
(
SELECT CAST(begin_address AS bigint) AS begin_address, CAST(end_address AS bigint) AS end_address
FROM dhcp_range
WHERE dhcp_range.subnet_sk = Main.subnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(address AS bigint) AS begin_address, CAST(address AS bigint) AS end_address
FROM ip_address
WHERE ip_address.subnet_sk = Main.subnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(0x00000000 AS bigint) AS begin_address, CAST(ipv4_begin AS bigint) AS end_address
FROM subnet
WHERE subnet.subnet_sk = Main.subnet_sk
UNION ALL
SELECT CAST(ipv4_end AS bigint) AS begin_address, CAST(0xFFFFFFFF AS bigint) AS end_address
FROM subnet
WHERE subnet.subnet_sk = Main.subnet_sk
) AS CA
)
,CTE_Diff
AS
(
SELECT
subnet_sk
, begin_address
, end_address
, LEAD(begin_address) OVER(PARTITION BY subnet_sk ORDER BY end_address) - end_address AS Diff
FROM CTE_Islands
)
SELECT
subnet_sk
, CAST(MIN(end_address) + 1 as varbinary(4)) AS NextAvailableIPAddress
FROM CTE_Diff
WHERE Diff > 1
GROUP BY subnet_sk
結果セット
subnet_sk NextAvailableIPAddress
1 0xAC101129
2 0xC0A81B1F
3 0xC0A8160C
SQLFiddle
はこちら . varbinary への変換を削除する必要がありました
IPv4 と IPv6 の両方の汎用ソリューション
すべてのサブネットで使用可能な IP アドレスのすべての範囲
サンプル IPv4 および IPv6 データ、関数、および最終クエリを使用した SQL Fiddle
IPv6 のサンプル データが正しくありませんでした - サブネット 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFFF の終わり dhcp 範囲より小さかったので、0xFC0001066800000000000000FFFFFFFF に変更しました .また、同じサブネットに IPv4 と IPv6 の両方があったため、扱いが面倒でした。この例のために、スキーマを少し変更しました - 明示的な ipv4_begin / end の代わりに および ipv6_begin / end subnetで ip_begin / end だけにしました varbinary(16) として （他のテーブルと同じ）。 address_family も削除しました そうでなければ、SQL Fiddle には大きすぎました。
算術関数
IPv6 で機能させるには、1 を加算/減算する方法を理解する必要があります。 to/from binary(16) .そのためにCLR関数を作成します。 CLR を有効にすることが許可されていない場合は、標準の T-SQL を介して可能です。スカラーではなくテーブルを返す関数を 2 つ作成しました。一般的なソリューションを作成したかったので、関数は varbinary(16) を受け入れます IPv4 と IPv6 の両方で機能します。
varbinary(16) をインクリメントする T-SQL 関数は次のとおりです。 一つ。パラメータの長さが 16 バイトでない場合は、IPv4 であると想定し、単純に bigint に変換します。 1 を追加する そして binary に戻ります .それ以外の場合は、binary(16) を分割します それぞれ長さ 8 バイトの 2 つの部分に分割し、それらを bigint にキャストします。 . bigint は署名されていますが、符号なしのインクリメントが必要なので、いくつかのケースを確認する必要があります。
else 低い部分が最も一般的です。単純に低い部分を 1 増やし、結果を元の高い部分に追加します。
下位部分が 0xFFFFFFFFFFFFFFFF の場合 、次に、低部分を 0x0000000000000000 に設定します フラグを持ち越します。つまり、高い部分を 1 つ増やします。
下位部分が 0x7FFFFFFFFFFFFFFF の場合 、次に、低部分を 0x8000000000000000 に設定します この bigint をインクリメントしようとするため、明示的に 値はオーバーフローを引き起こします。
整数が 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF の場合 結果を 0x00000000000000000000000000000000 に設定します .
1 ずつ減らす関数も同様です。
CREATE FUNCTION [dbo].[BinaryInc](@src varbinary(16))
RETURNS TABLE AS
RETURN
SELECT
CASE WHEN DATALENGTH(@src) = 16
THEN
-- Increment IPv6 by splitting it into two bigints 8 bytes each and then concatenating them
CASE
WHEN @src = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
THEN 0x00000000000000000000000000000000
WHEN SUBSTRING(@src, 9, 8) = 0x7FFFFFFFFFFFFFFF
THEN SUBSTRING(@src, 1, 8) + 0x8000000000000000
WHEN SUBSTRING(@src, 9, 8) = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
THEN CAST(CAST(SUBSTRING(@src, 1, 8) AS bigint) + 1 AS binary(8)) + 0x0000000000000000
ELSE SUBSTRING(@src, 1, 8) + CAST(CAST(SUBSTRING(@src, 9, 8) AS bigint) + 1 AS binary(8))
END
ELSE
-- Increment IPv4 by converting it into 8 byte bigint and then back into 4 bytes binary
CAST(CAST(CAST(@src AS bigint) + 1 AS binary(4)) AS varbinary(16))
END AS Result
;
GO
CREATE FUNCTION [dbo].[BinaryDec](@src varbinary(16))
RETURNS TABLE AS
RETURN
SELECT
CASE WHEN DATALENGTH(@src) = 16
THEN
-- Decrement IPv6 by splitting it into two bigints 8 bytes each and then concatenating them
CASE
WHEN @src = 0x00000000000000000000000000000000
THEN 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
WHEN SUBSTRING(@src, 9, 8) = 0x8000000000000000
THEN SUBSTRING(@src, 1, 8) + 0x7FFFFFFFFFFFFFFF
WHEN SUBSTRING(@src, 9, 8) = 0x0000000000000000
THEN CAST(CAST(SUBSTRING(@src, 1, 8) AS bigint) - 1 AS binary(8)) + 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
ELSE SUBSTRING(@src, 1, 8) + CAST(CAST(SUBSTRING(@src, 9, 8) AS bigint) - 1 AS binary(8))
END
ELSE
-- Decrement IPv4 by converting it into 8 byte bigint and then back into 4 bytes binary
CAST(CAST(CAST(@src AS bigint) - 1 AS binary(4)) AS varbinary(16))
END AS Result
;
GO
すべてのサブネットで使用可能な IP アドレスのすべての範囲
WITH
CTE_Islands
AS
(
SELECT subnet_sk, begin_address, end_address
FROM dhcp_range
UNION ALL
SELECT subnet_sk, address AS begin_address, address AS end_address
FROM ip_address
UNION ALL
SELECT subnet_sk, SUBSTRING(0x00000000000000000000000000000000, 1, DATALENGTH(ip_begin)) AS begin_address, ip_begin AS end_address
FROM subnet
UNION ALL
SELECT subnet_sk, ip_end AS begin_address, SUBSTRING(0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF, 1, DATALENGTH(ip_end)) AS end_address
FROM subnet
)
,CTE_Gaps
AS
(
SELECT
subnet_sk
,end_address AS EndThisIsland
,LEAD(begin_address) OVER(PARTITION BY subnet_sk ORDER BY end_address) AS BeginNextIsland
FROM CTE_Islands
)
,CTE_GapsIncDec
AS
(
SELECT
subnet_sk
,EndThisIsland
,EndThisIslandInc
,BeginNextIslandDec
,BeginNextIsland
FROM CTE_Gaps
CROSS APPLY
(
SELECT bi.Result AS EndThisIslandInc
FROM dbo.BinaryInc(EndThisIsland) AS bi
) AS CA_Inc
CROSS APPLY
(
SELECT bd.Result AS BeginNextIslandDec
FROM dbo.BinaryDec(BeginNextIsland) AS bd
) AS CA_Dec
)
SELECT
subnet_sk
,EndThisIslandInc AS begin_range_AvailableIPAddress
,BeginNextIslandDec AS end_range_AvailableIPAddress
FROM CTE_GapsIncDec
WHERE CTE_GapsIncDec.EndThisIslandInc <> BeginNextIsland
ORDER BY subnet_sk, EndThisIsland;
結果セット
subnet_sk begin_range_AvailableIPAddress end_range_AvailableIPAddress
1 0xAC101129 0xAC10112E
2 0xC0A81B1F 0xC0A81B1F
2 0xC0A81B22 0xC0A81B28
2 0xC0A81BFA 0xC0A81BFE
3 0xC0A8160C 0xC0A8160C
3 0xC0A816FE 0xC0A816FE
4 0xFC000000000000000000000000000001 0xFC0000000000000000000000000000FF
4 0xFC000000000000000000000000000101 0xFC0000000000000000000000000001FF
4 0xFC000000000000000000000000000201 0xFC0000000000000000000000000002FF
4 0xFC000000000000000000000000000301 0xFC0000000000000000000000000003FF
4 0xFC000000000000000000000000000401 0xFC0000000000000000000000000004FF
4 0xFC000000000000000000000000000501 0xFC0000000000000000000000000005FF
4 0xFC000000000000000000000000000601 0xFC0000000000000000000000000006FF
4 0xFC000000000000000000000000000701 0xFC0000000000000000000000000007FF
4 0xFC000000000000000000000000000801 0xFC0000000000000000000000000008FF
4 0xFC000000000000000000000000000901 0xFC00000000000000BFFFFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000BFFFFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000CFFFFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000CFFFFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FBFFFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FBFFFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FCFFFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FCFFFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFBFFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFBFFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFCFFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFCFFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFBFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFBFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFCFFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFCFFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFBFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFBFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFCFFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFCFFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFBFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFBFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFCFFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFCFFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFBFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFBFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFCFFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFCFFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFBFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFBFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFCFFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFCFFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFBFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFBFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFCFFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFCFFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFBFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFBFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFCFFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFCFFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFBFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFBFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFCFFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFCFFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFBFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFBFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFCFFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFCFFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFBFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFBFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFCFFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFCFFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFBFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFBFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFCFD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFCFF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFBD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFBF 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFCD
4 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFCF 0xFC0001065FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
4 0xFC000106600000000000000100000000 0xFC00010666FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
4 0xFC000106670000000000000100000000 0xFC000106677FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
4 0xFC000106678000000000000100000000 0xFC000106678FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
4 0xFC000106679000000000000100000000 0xFC0001066800000000000000FFFFFFFE
実行計画
ここで提案されているさまざまなソリューションがどのように機能するかを知りたいと思ったので、それらの実行計画を調べました。これらの計画は、インデックスのない小さなサンプル データ セット用であることに注意してください。
IPv4 と IPv6 の両方に対する私の一般的な解決策:
dnoeth による同様のソリューション :
cha による解決策 LEAD を使用しない 関数:
