IPv4 Internet Protocol: Extraindo informações em Java

A sigla IP, que significa Internet Protocol ou Protocolo de Internet, é um identificador de um dispositivo em uma rede local ou pública, e neste artigo estudaremos a extração de informações dado um número de IP qualquer.

Um número de IP contém diversas informações que podem ser obtidas através de vários cálculos, tais como: Máscara, Rede, Classe e etc. O objetivo deste artigo é demonstrar como realizar a extração dessas informações em Java e mostrar ao usuário de uma forma amigável e rápida. Principalmente para quem esta cursando matérias relacionadas a Rede de Computadores, na Universidade, este será um programa muito bem-vindo.

Desenvolvimento da Interface (GUI)

O artigo em questão é focado na linguagem Java e estamos partindo do princípio que você, caro leitor, conhece as teorias básicas de Rede de Computadores (Máscaras, Rede, Broadcast, Classes de IP e etc.) pois não entraremos nesses méritos que fugiria do foco do artigo.

Primeiro veja como ficará nossa interface (Figura 1).

O que temos acima é um Jframe que possui um campo para inserção do número IP e outro campo para mostrar o resultado das informações extraídas ao usuário. O campo IP está com o valor todo zerado pois usamos um Placeholder afim de não deixar espaços em branco, confundindo o usuário. O processo é simples: O usuário preenche o número de IP clica em processar e nosso programa irá mostrar as informações extraídas dentro do campo Resultado.

Para você que irá construir a interface acima no Netbeans, disponibilizamos Listagem 1 o nosso arquivo Form para que você pode ter a mesma interface como mostrada na Figura 1.

Desenvolvimento da Lógica (Core)

A próxima etapa é começar a definir a lógica do nosso programa. Iremos mostrar passo a passo a construção da nossa lógica e depois uniremos tudo em uma só classe para facilitar a compreensão e aprendizagem. Observe a Listagem 2.

Logo abaixo da declaração da nossa classe FinfoIP, definimos alguns atributos de instância que irão nos ajudar a construir a lógica mais à frente. Vejamos: No item 1 temos um enum chamado Classe que possui as classes IP possíveis, no item 2 temos um atributo classeIP do tipo Classe (enum definido no item 1) que armazenará a classe à qual o IP digitado pertence e por fim na linha 3 temos um vetor de inteiros que possui quatro posições, onde cada posição armazenará um octeto do endereço de IP. Agora observe a Listagem 3.

Nosso construtor acima possui duas seções importantes, onde a primeira é a chamada ao método initComponents() que inicializa toda a interface gráfica do nosso formulário e a segunda seção diz respeito a criação de uma máscara para o campo onde será digitado o IP.

O método setFormatterFactory() recebe como parâmetro a instância da classe AbstractFormatterFactory. O que fizemos foi criar de forma anônima e implementar um comportamento para o método getFormatter(). Dentro do método getFormatter() nós criamos um objeto do tipo MaskFormatter e configuramos os caracteres válidos para a máscara e um placeholderCharacter que é o caractere que será colocado quando não for digitado nada em algum local da máscara, por isso no início todos os valores estão zerados.

A ação de clicar no botão “Processar”, mostrado na Figura 1, irá disparar o método mostrado na Listagem 4.

Perceba que circundamos todo nosso código com um block try-catch, dessa forma qualquer erro que ocorrer será mostrado ao usuário. Antes de iniciar qualquer coisa nós limpamos o jTextAreaResultado para garantir que não há nada lá, evitando confusão de informações. No bloco “if” nós checamos se o valor não é vazio, ou seja, se foi digitado algum IP antes de clicar em processar.

Mais adiante temos os métodos que fazem a nossa lógica funcionar, são eles: constroiIpAsArray, extraiClasse, extraiMascaraRedeEBroadcast.

Quando o usuário digita o IP no campo de texto este IP é uma String com pontos entre os octetos que precisamos, então o método mostrado na Listagem 5 irá extrair os quatro octetos entre os pontos da String e colocar no array de inteiros chamado ip que declaramos na Listagem 2. Trabalhar com os quatro octetos separados por um vetor e em inteiros torna-se muito mais fácil do que trabalhar direto com String.

De posse dos quatro octetos separados por um vetor de inteiros, fica simples identificar a classe do IP digitado. O que nós fazemos é pegar o primeiro octeto (int[0]) e checar qual o range dele, ou seja, entre que valores ele se encontra. As classes só podem ser: A, B, C, D, E então o primeiro octeto digitado não esteja em nenhuma dessas classes o IP é inválido e o programa não pode continuar executando a lógica.

Ainda na Listagem 6 toda vez que encontramos a classe para o IP digitado nós atribuímos um valor do enum Classe para o atributo classeIP, pois iremos usá-lo mais à frente.

O método addInfo() que estamos utilizando com constância é apenas um auxiliar para evitar código repetido, como mostra a Listagem 7.

Evitamos assim ficar digitando a toda hora o append(...), além de usarmos o conceito de encapsulamento.

Por fim, na Listagem 8 nós verificamos qual foi a classe de IP encontrada e adicionamos as informações de Máscara, Rede e Broadcast. Perceba que aqui fazemos uso dos três octetos, se necessário.

A Listagem 9 possui a implementação completa de todos os métodos explicados nas seções acima. Com ela você poderá treinar e testar a lógica ministrada.

Proposta de Atividade

Dado o desenvolvimento do programa proposto é perceptível que o mesmo pode e deve sofrer algumas melhorias para tornar-se ainda mais útil. Propomos a você, caro leitor, o desenvolvimento dessas melhorias como forma de praticar e aperfeiçoar suas habilidades. Vejamos a lista de melhorias propostas:

1. Possibilitar que cada octeto do endereço IP possa ser digitado de forma independente, possibilitando o uso da tecla TAB para “pular” entre octetos. Dica: Usar vários campos de texto, um para cada octeto.
2. Possibilitar que o usuário informe uma máscara de sub-rede customizada (ex: 255.255.255.240), dessa forma o cálculo para obter as outras informações irá mudar. Dica: Utilizar a classe BitSet para realizar operações lógicas entre a máscara e o IP para obter informações pertinentes ao usuário.

Com este artigo foi possível aprender um pouco mais sobre a linguagem Java, aplicada a problemas reais, usando técnicas como: Enumeração, Máscara de Valores, Vetorização de valores e etc. Além disso, propomos a implementação de melhorias no programa proposta, afim de aperfeiçoar as habilidades do leitor e forçando o mesmo a praticar as listagens demonstradas.