एसक्यूएल के साथ अगले उपलब्ध पूर्णांक को उस सीमा के भीतर खोजें जो मौजूदा पूर्णांक सबसेट में मौजूद नहीं है

इस मामले में कोई रिकर्सन की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि हमारे पास LEAD . है समारोह।

मैं समस्या के बारे में "अंतराल" और "द्वीप" के संदर्भ में सोचूंगा।

मैं सबसे पहले IPv4 पर ध्यान केंद्रित करूंगा, क्योंकि उनके साथ अंकगणित करना आसान है, लेकिन IPv6 के लिए विचार समान है और अंत में मैं एक सामान्य समाधान दिखाऊंगा।

आरंभ करने के लिए, हमारे पास संभावित IP की पूरी श्रृंखला है:0x00000000 . से करने के लिए 0xFFFFFFFF .

इस श्रेणी के अंदर dhcp_range में श्रेणियों (समावेशी) द्वारा परिभाषित "द्वीप" हैं :dhcp_range.begin_address, dhcp_range.end_address . आप असाइन किए गए IP पतों की सूची के बारे में द्वीपों के दूसरे समूह के रूप में सोच सकते हैं, जिनमें प्रत्येक में एक तत्व है:ip_address.address, ip_address.address . अंत में, सबनेट स्वयं दो द्वीप हैं:0x00000000, subnet.ipv4_begin और subnet.ipv4_end, 0xFFFFFFFF .

हम जानते हैं कि ये द्वीप नहीं ओवरलैप, जो हमारे जीवन को आसान बनाता है। द्वीप पूरी तरह से एक दूसरे से सटे हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब आपके पास लगातार कुछ आईपी पते होते हैं, तो उनके बीच का अंतर शून्य होता है। इन सभी द्वीपों में से हमें पहला अंतर खोजने की जरूरत है, जिसमें कम से कम एक तत्व है, यानी गैर-शून्य अंतर, यानी अगला द्वीप शुरू होता है पिछले द्वीप के समाप्त होने के बाद कुछ दूरी।

इसलिए, हम UNION . का उपयोग करके सभी द्वीपों को एक साथ रखेंगे (CTE_Islands ) और फिर उन सभी को end_address . के क्रम में देखें (या begin_address , उस फ़ील्ड का उपयोग करें जिस पर अनुक्रमणिका है) और LEAD . का उपयोग करें आगे देखने के लिए और अगले द्वीप का प्रारंभिक पता प्राप्त करने के लिए। अंत में हमारे पास एक टेबल होगी, जहां प्रत्येक पंक्ति में end_address था वर्तमान द्वीप का और begin_address अगले द्वीप का (CTE_Diff ) यदि उनके बीच का अंतर एक से अधिक है, तो इसका मतलब है कि "अंतराल" काफी चौड़ा है और हम end_address वापस कर देंगे वर्तमान द्वीप प्लस 1.

दिए गए सबनेट के लिए पहला उपलब्ध IP पता

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;

यदि कम से कम एक IP पता उपलब्ध है तो परिणाम सेट में एक पंक्ति होगी और यदि कोई IP पता उपलब्ध नहीं है तो उसमें पंक्तियाँ नहीं होंगी।

For parameter 1 result is `0xAC101129`.
For parameter 2 result is `0xC0A81B1F`.
For parameter 3 result is `0xC0A8160C`.

यहां SQLFiddle का लिंक दिया गया है . यह पैरामीटर के साथ काम नहीं करता था, इसलिए मैंने 1 . को हार्ड कोड किया था वहां। अन्य सबनेट को आज़माने के लिए इसे UNION में अन्य सबनेट आईडी (2 या 3) में बदलें। साथ ही, इसने varbinary . में परिणाम प्रदर्शित नहीं किया सही ढंग से, इसलिए मैंने इसे बिगिंट के रूप में छोड़ दिया। परिणाम सत्यापित करने के लिए इसे हेक्स में बदलने के लिए विंडोज़ कैलकुलेटर का उपयोग करें।

यदि आप परिणामों को TOP(1) . द्वारा पहले अंतराल तक सीमित नहीं करते हैं , आपको सभी उपलब्ध IP श्रेणियों (अंतराल) की एक सूची मिलेगी।

किसी दिए गए सबनेट के लिए उपलब्ध IP पतों की सभी श्रेणियों की सूची

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;

परिणाम। SQL Fiddle परिणाम के साथ साधारण बिगिंट, हेक्स में नहीं, और हार्डकोडेड पैरामीटर आईडी के साथ।

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

प्रत्येक सबनेट के लिए पहला उपलब्ध IP पता

एक विशेष सबनेट को निर्दिष्ट करने के बजाय, सभी सबनेट के लिए क्वेरी को विस्तारित करना और पहले उपलब्ध आईपी पते को वापस करना आसान है। CROSS APPLY का उपयोग करें प्रत्येक सबनेट के लिए द्वीपों की सूची प्राप्त करने के लिए और फिर PARTITION BY subnet_sk जोड़ें LEAD . में समारोह।

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

परिणाम सेट

subnet_sk    NextAvailableIPAddress
1            0xAC101129
2            0xC0A81B1F
3            0xC0A8160C

यह रहा SQLFiddle . मुझे रूपांतरण को varbinary . में हटाना पड़ा SQL Fiddle में, क्योंकि यह गलत परिणाम दिखा रहा था।

IPv4 और IPv6 दोनों के लिए सामान्य समाधान

सभी सबनेट के लिए उपलब्ध IP पतों की सभी श्रेणियां

SQL Fiddle नमूना IPv4 और IPv6 डेटा, फ़ंक्शन और अंतिम क्वेरी के साथ

IPv6 के लिए आपका नमूना डेटा बिल्कुल सही नहीं था - सबनेट का अंत 0xFC00000000000000FFFFFFFFFFFFFFFF आपकी डीएचसीपी श्रेणियों से कम था, इसलिए मैंने इसे 0xFC0001066800000000000000FFFFFFFF में बदल दिया . साथ ही, आपके पास एक ही सबनेट में IPv4 और IPv6 दोनों थे, जिसे संभालना बोझिल है। इस उदाहरण के लिए मैंने आपके स्कीमा को थोड़ा बदल दिया है - इसके बजाय स्पष्ट ipv4_begin / end और ipv6_begin / end subnet . में मैंने इसे सिर्फ ip_begin / end बनाया है varbinary(16) . के रूप में (आपकी अन्य तालिकाओं के समान)। मैंने address_family . भी हटा दिया है , अन्यथा यह SQL Fiddle के लिए बहुत बड़ा था।

अंकगणितीय कार्य

इसे IPv6 के लिए काम करने के लिए हमें यह पता लगाना होगा कि 1 . को कैसे जोड़ना/घटाना है से/से binary(16) . मैं इसके लिए सीएलआर कार्य करूंगा। यदि आपको सीएलआर सक्षम करने की अनुमति नहीं है, तो यह मानक टी-एसक्यूएल के माध्यम से संभव है। मैंने दो कार्य किए जो स्केलर की बजाय एक टेबल लौटाते हैं, क्योंकि इस तरह उन्हें ऑप्टिमाइज़र द्वारा रेखांकित किया जा सकता है। मैं एक सामान्य समाधान बनाना चाहता था, इसलिए फ़ंक्शन स्वीकार करेगा varbinary(16) और IPv4 और IPv6 दोनों के लिए काम करते हैं।

यहाँ varbinary(16) को बढ़ाने के लिए T-SQL फ़ंक्शन है एक - एक करके। यदि पैरामीटर 16 बाइट्स लंबा नहीं है, तो मुझे लगता है कि यह IPv4 है और बस इसे bigint में बदल दें। जोड़ने के लिए 1 और फिर binary . पर वापस जाएं . अन्यथा, मैं विभाजित करता हूं binary(16) 8 बाइट लंबे दो भागों में विभाजित करें और उन्हें bigint . में डालें . bigint हस्ताक्षरित है, लेकिन हमें अहस्ताक्षरित वेतन वृद्धि की आवश्यकता है, इसलिए हमें कुछ मामलों की जांच करने की आवश्यकता है।

else भाग सबसे आम है - हम बस एक-एक करके निचले हिस्से को बढ़ाते हैं और परिणाम को मूल उच्च भाग में जोड़ते हैं।

यदि निचला भाग 0xFFFFFFFFFFFFFFFF है , फिर हम कम भाग को 0x0000000000000000 . पर सेट करते हैं और झंडे को अपने ऊपर ले जाएं, यानी ऊंचे हिस्से को एक-एक करके बढ़ाएं।

यदि निचला भाग 0x7FFFFFFFFFFFFFFF है , फिर हम निचले हिस्से को 0x8000000000000000 . पर सेट करते हैं स्पष्ट रूप से, क्योंकि इस bigint . को बढ़ाने का प्रयास मूल्य अतिप्रवाह का कारण होगा।

यदि पूर्ण संख्या 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF है हमने परिणाम को 0x00000000000000000000000000000000 . पर सेट किया है ।

एक-एक करके घटाने का कार्य समान है।

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

सभी सबनेट के लिए उपलब्ध आईपी पतों की सभी श्रेणियां

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;

परिणाम सेट

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
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निष्पादन योजनाएं

मैं यह देखने के लिए उत्सुक था कि यहां सुझाए गए विभिन्न समाधान कैसे काम करते हैं, इसलिए मैंने उनकी निष्पादन योजनाओं को देखा। ध्यान रखें कि ये प्लान बिना किसी इंडेक्स के डेटा के छोटे सैंपल सेट के लिए हैं।

IPv4 और IPv6 दोनों के लिए मेरा सामान्य समाधान:

dnoeth . द्वारा समान समाधान :

चा . द्वारा समाधान जो LEAD . का उपयोग नहीं करता है समारोह: