En este caso no se necesita recursión, porque tenemos LEAD función.
Pensaré en el problema en términos de "brechas" e "islas".
Me enfocaré primero en IPv4, porque es más fácil hacer aritmética con ellos, pero la idea para IPv6 es la misma y al final mostraré una solución genérica.
Para empezar, tenemos una gama completa de IP posibles:desde 0x00000000 a 0xFFFFFFFF .
Dentro de este rango hay "islas" definidas por los rangos (inclusive) en dhcp_range :dhcp_range.begin_address, dhcp_range.end_address . Puede pensar en la lista de direcciones IP asignadas como otro conjunto de islas, cada una de las cuales tiene un elemento:ip_address.address, ip_address.address . Finalmente, la subred en sí es dos islas:0x00000000, subnet.ipv4_begin y subnet.ipv4_end, 0xFFFFFFFF .
Sabemos que estas islas no superposición, lo que nos hace la vida más fácil. Las islas pueden estar perfectamente adyacentes entre sí. Por ejemplo, cuando tiene pocas direcciones IP asignadas consecutivamente, la brecha entre ellas es cero. Entre todas estas islas, debemos encontrar la primera brecha, que tiene al menos un elemento, es decir, una brecha distinta de cero, es decir, la siguiente isla comienza en cierta distancia después de que termine la isla anterior.
Entonces, pondremos todas las islas juntas usando UNION (CTE_Islands ) y luego revise todos ellos en el orden de end_address (o begin_address , use el campo que tiene un índice) y use LEAD para mirar hacia adelante y obtener la dirección inicial de la siguiente isla. Al final tendremos una tabla, donde cada fila tenía end_address de la isla actual y begin_address de la siguiente isla (CTE_Diff ). Si la diferencia entre ellos es más de uno, significa que la "brecha" es lo suficientemente amplia y devolveremos la end_address de la isla actual más 1.
La primera dirección IP disponible para la subred dada
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;
El conjunto de resultados contendría una fila si hay al menos una dirección IP disponible y no contendría ninguna fila si no hay direcciones IP disponibles.
For parameter 1 result is `0xAC101129`.
For parameter 2 result is `0xC0A81B1F`.
For parameter 3 result is `0xC0A8160C`.
Aquí hay un enlace a SQLFiddle
. No funcionó con el parámetro, así que codifiqué 1 allá. Cámbielo en UNION a otra ID de subred (2 o 3) para probar otras subredes. Además, no mostró el resultado en varbinary correctamente, así que lo dejé como bigint. Use, por ejemplo, la calculadora de Windows para convertirlo a hexadecimal para verificar el resultado.
Si no limita los resultados al primer espacio por TOP(1) , obtendrá una lista de todos los rangos de IP disponibles (brechas).
Lista de todos los rangos de direcciones IP disponibles para una subred determinada
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;
Resultado. SQL Fiddle con resultado como bigint simple, no en hexadecimal, y con ID de parámetro codificado.
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
La primera dirección IP disponible para cada subred
Es fácil ampliar la consulta y devolver la primera dirección IP disponible para todas las subredes, en lugar de especificar una subred en particular. Utilice CROSS APPLY para obtener una lista de islas para cada subred y luego agregar PARTITION BY subnet_sk en el LEAD función.
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
Conjunto de resultados
subnet_sk NextAvailableIPAddress
1 0xAC101129
2 0xC0A81B1F
3 0xC0A8160C
Aquí está SQLFiddle
. Tuve que eliminar la conversión a varbinary en SQL Fiddle, porque mostraba resultados incorrectos.
Solución genérica tanto para IPv4 como para IPv6
Todos los intervalos de direcciones IP disponibles para todas las subredes
SQL Fiddle con datos, funciones y consulta final de IPv4 e IPv6 de muestra
Sus datos de muestra para IPv6 no eran del todo correctos:el final de la subred 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFFF era menor que sus rangos de dhcp, así que lo cambié a 0xFC0001066800000000000000FFFFFFFF . Además, tenía tanto IPv4 como IPv6 en la misma subred, lo cual es engorroso de manejar. Por el bien de este ejemplo, he cambiado un poco su esquema, en lugar de tener ipv4_begin / end explícito y ipv6_begin / end en subnet Lo hice simplemente ip_begin / end como varbinary(16) (igual que para sus otras tablas). También eliminé address_family , de lo contrario, era demasiado grande para SQL Fiddle.
Funciones aritméticas
Para que funcione para IPv6, necesitamos descubrir cómo sumar/restar 1 a/desde binary(16) . Haría que CLR funcionara para ello. Si no tiene permiso para habilitar CLR, es posible a través de T-SQL estándar. Hice dos funciones que devuelven una tabla, en lugar de escalar, porque de esa manera el optimizador puede alinearlas. Quería hacer una solución genérica, por lo que la función aceptaría varbinary(16) y funciona tanto para IPv4 como para IPv6.
Aquí está la función T-SQL para incrementar varbinary(16) por uno. Si el parámetro no tiene 16 bytes, supongo que es IPv4 y simplemente lo convierto a bigint para agregar 1 y luego de vuelta a binary . De lo contrario, divido binary(16) en dos partes de 8 bytes cada una y convertirlas en bigint . bigint está firmado, pero necesitamos un incremento sin firmar, por lo que debemos verificar algunos casos.
El else parte es más común:simplemente incrementamos la parte baja en uno y agregamos el resultado a la parte alta original.
Si la parte baja es 0xFFFFFFFFFFFFFFFF , luego establecemos la parte baja en 0x0000000000000000 y trasladar la bandera, es decir, incrementar la parte alta en uno.
Si la parte baja es 0x7FFFFFFFFFFFFFFF , luego establecemos la parte baja en 0x8000000000000000 explícitamente, porque un intento de incrementar este bigint el valor causaría un desbordamiento.
Si el número entero es 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF establecemos el resultado en 0x00000000000000000000000000000000 .
La función para decrementar en uno es similar.
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
Todos los intervalos de direcciones IP disponibles para todas las subredes
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;
Conjunto de resultados
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
Planes de ejecución
Tenía curiosidad por ver cómo funcionan las diferentes soluciones sugeridas aquí, así que miré sus planes de ejecución. Tenga en cuenta que estos planes son para el pequeño conjunto de datos de muestra sin ningún índice.
Mi solución genérica tanto para IPv4 como para IPv6:
Solución similar de dnoeth :
Solución por cha que no usa LEAD función:
