在Unix/Linux环境中，Shell脚本是一种强大的工具，用于自动化任务和管理系统。本文将详细讨论如何使用Shell脚本来实现IP地址的合法性判断。IP地址是由四个十进制数值组成，每个数值范围从0到255，用点号分隔，总共32位。通过编写一个微型脚本，我们可以检查输入的字符串是否符合IP地址的标准格式。
我们来看一下给出的Shell脚本代码：
```bash
#!/bin/bash
# Test an IP address for validity
# Usage:
# valid_ip IP_ADDRESS
# if [[ $? -eq 0 ]]; then echo good; else echo bad; fi
# OR
# if valid_ip IP_ADDRESS; then echo good; else echo bad; fi
function valid_ip(){
local ip=$1
local stat=1
# 使用正则表达式验证IP地址格式
if [[ $ip =~ ^[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}$ ]]; then
OIFS=$IFS
IFS='.' # 设置分隔符为点号
ip=($ip) # 将IP地址分割成数组
IFS=$OIFS # 恢复原始IFS
# 验证每个数值是否在0到255之间
[[ ${ip[0]} -le 255 && ${ip[1]} -le 255 && ${ip[2]} -le 255 && ${ip[3]} -le 255 ]]
stat=$?
fi
return $stat
}
# 如果脚本直接运行，进行一些测试
if [[ "$(basename $0 .sh)" == 'valid_ip' ]]; then
ips='
4.2.2.2
a.b.c.d
192.168.1.1
0.0.0.0
255.255.255.255
255.255.255.256
192.168.0.1
192.168.0
1234.123.123.123
'
for ip in $ips
do
if valid_ip $ip; then stat='good'; else stat='bad'; fi
printf "%-20s: %s\n" "$ip" "$stat"
done
fi
```
在上述脚本中，`valid_ip`函数接收一个参数，即待验证的IP地址。它首先通过正则表达式`^[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}$`来检查IP地址是否由4个数字构成，每个数字1到3位。如果正则匹配成功，脚本会继续验证每个数字是否在0到255的范围内。这一步通过将IP地址分割成数组并检查数组元素的值来完成。如果所有验证都通过，`stat`变量会被设置为0，否则保留其初始值1。`return $stat`语句会将验证结果返回给调用者。
在脚本的最后部分，如果脚本被直接运行而不是作为函数调用，它会执行一系列测试用例，显示每个IP地址是否有效。测试用例包括了合法和非法的IP地址，如正确的IPv4地址、超出范围的数字和包含非数字字符的IP。
运行这个脚本，你会看到类似以下的输出：
```
4.2.2.2 : good
a.b.c.d : bad
192.168.1.1 : good
0.0.0.0 : good
255.255.255.255 : good
255.255.255.256 : bad
192.168.0.1 : good
192.168.0 : bad
1234.123.123.123 : bad
```
这个脚本对于简单的IP地址验证非常实用，但它并不能处理IPv6地址。如果需要同时支持IPv4和IPv6，你需要使用更复杂的方法，例如使用`iproute2`工具的`ip addr`命令或者编写更复杂的正则表达式。
掌握Shell脚本编程技能对Unix/Linux开发者来说非常重要，因为它们能够提高工作效率，简化日常任务。通过编写和理解这样的脚本，你可以更好地理解Shell脚本的工作原理，并将其应用于实际的系统管理任务中。
