实现IP地址聚合计算问题

实现IP地址聚合计算。
支持多种输入格式。
至少实现2种IP地址聚合算法。
参考如下：
http://apps.neu.edu.cn/netaggr/

用python实现：

import ipaddress

# 定义IP地址聚合函数
def ip_aggregate(ip_list, algorithm='equal_length'):
    # 将IP地址字符串转换为IPv4Address对象
    ip_objects = [ipaddress.IPv4Network(ip) for ip in ip_list]
    # 根据算法排序
    if algorithm == 'equal_length':
        ip_objects = sorted(ip_objects, key=lambda x: (x.prefixlen, int(x.network_address)))
    elif algorithm == 'longest_prefix':
        ip_objects = sorted(ip_objects, key=lambda x: (int(x.network_address), x.prefixlen))
    else:
        raise ValueError('Unknown algorithm: %s' % algorithm)
    # 初始化聚合结果列表
    result = []
    # 依次比较IP地址段进行聚合
    current = ip_objects[0]
    for ip in ip_objects[1:]:
        if algorithm == 'equal_length':
            if current.prefixlen == ip.prefixlen and \
               int(ip.network_address) == (int(current.broadcast_address) + 1):
                # 可以聚合
                current = ipaddress.IPv4Network(current.network_address, current.prefixlen - 1)
            else:
                # 不能聚合，输出当前CIDR块并更新current
                result.append(str(current))
                current = ip
        elif algorithm == 'longest_prefix':
            prefixlen = current.prefixlen
            while not ip.subnet_of(current) and prefixlen > 0:
                prefixlen -= 1
                current = ipaddress.IPv4Network(current.network_address, prefixlen)
            # 输出当前CIDR块并更新current
            result.append(str(current))
            current = current.supernet()
    # 输出最后一个CIDR块
    result.append(str(current))
    return result

# 测试IP地址聚合函数
ip_list = ['192.168.0.0/24', '192.168.2.0/24', '192.168.1.0/24']
result1 = ip_aggregate(ip_list, algorithm='equal_length')
result2 = ip_aggregate(ip_list, algorithm='longest_prefix')
print('Equal length algorithm result:', result1)
print('Longest prefix algorithm result:', result2)

IP地址聚合计算是将多个IP地址合并成较少数量的网络地址，以提高路由表的效率和减少路由表的大小。通常情况下，IP地址聚合计算是由路由器或网络设备执行的。

以下是两种IP地址聚合算法的实现示例：

1.最长前缀匹配算法

最长前缀匹配算法是一种常用的IP地址聚合算法。它将多个IP地址聚合成具有相同前缀的网络地址。例如，192.168.0.0/16和192.168.1.0/24可以聚合成192.168.0.0/15。

示例代码：

import ipaddress

def aggregate_ips(ip_list):
    prefixes = [ipaddress.ip_network(ip) for ip in ip_list]
    aggregated = []
    while len(prefixes) > 0:
        prefix = prefixes.pop(0)
        supernet = prefix.supernet()
        while supernet in prefixes:
            prefixes.remove(supernet)
            supernet = supernet.supernet()
        aggregated.append(prefix)
    return aggregated

在这个实现中，我们使用Python的ipaddress模块来处理IP地址和网络地址。我们首先将所有IP地址转换为网络地址，并将它们放入一个列表中。然后，我们遍历列表中的每个网络地址，并查找它的最小超网（即可以容纳所有网络地址的最小网络地址）。我们将找到的超网添加到聚合列表中，并从原始列表中删除与该超网相交的所有网络地址。重复这个过程，直到列表为空，最后返回聚合后的网络地址列表。

1.按照网络号和子网掩码聚合算法

按照网络号和子网掩码聚合算法是另一种IP地址聚合算法。它将多个IP地址聚合成具有相同网络号和子网掩码的网络地址。例如，192.168.1.0/24和192.168.2.0/24可以聚合成192.168.0.0/22。

示例代码：

import ipaddress

def aggregate_ips(ip_list):
    networks = [ipaddress.ip_network(ip) for ip in ip_list]
    aggregated = []
    while len(networks) > 0:
        network = networks.pop(0)
        supernet = ipaddress.ip_network(network.network_address, network.prefixlen - 1)
        while supernet in networks:
            networks.remove(supernet)
            supernet = ipaddress.ip_network(supernet.network_address, supernet.prefixlen - 1)
        aggregated.append(supernet)
    return aggregated

在这个实现中，我们首先将所有IP地址转换为网络地址，并将它们放入一个列表中。然后，我们遍历列表中的每个网络地址，并查找它的最小超网（即具有相同网络号和比原始网络地址子网掩码更大的网络地址）。我们将找到的超网添加到聚合列表中，并从原始列表中删除与该超网相交的所有网络地址。