PowerShell脚本：验证参数并判断两IP是否属同一网段

以下是满足需求的完整脚本，包含参数合法性校验和网段判断逻辑：

<#
.SYNOPSIS
判断两个IP地址是否属于同一网段，支持子网掩码的两种输入格式
#>

[CmdletBinding()]
param(
    [Parameter(Mandatory = $true, HelpMessage = "输入第一个IP地址，格式如192.168.1.1")]
    [string]$address_1,

    [Parameter(Mandatory = $true, HelpMessage = "输入第二个IP地址，格式如192.168.1.100")]
    [string]$address_2,

    [Parameter(Mandatory = $true, HelpMessage = "输入子网掩码，支持格式如255.255.255.0或24")]
    [string]$mask
)

# 验证IP地址格式是否合法
function Test-ValidIP {
    param([string]$ip)
    # 正则匹配IP格式，同时验证每个段数值在0-255之间
    if ($ip -match '^(\d{1,3})\.(\d{1,3})\.(\d{1,3})\.(\d{1,3})$') {
        return ($matches[1] -le 255 -and $matches[1] -ge 0) -and
               ($matches[2] -le 255 -and $matches[2] -ge 0) -and
               ($matches[3] -le 255 -and $matches[3] -ge 0) -and
               ($matches[4] -le 255 -and $matches[4] -ge 0)
    }
    return $false
}

# 验证子网掩码并转换为CIDR前缀长度
function Convert-ToCIDR {
    param([string]$mask)
    # 情况1：输入是数字格式（如8、24）
    if ($mask -match '^\d{1,2}$') {
        $cidr = [int]$mask
        if ($cidr -ge 0 -and $cidr -le 32) {
            return $cidr
        }
        else {
            throw "子网掩码数字格式非法，必须在0-32之间"
        }
    }
    # 情况2：输入是点分十进制格式（如255.255.255.0）
    elseif ($mask -match '^(\d{1,3})\.(\d{1,3})\.(\d{1,3})\.(\d{1,3})$') {
        # 先验证每个段的合法性
        if (!(([int]$matches[1] -le 255 -and [int]$matches[1] -ge 0) -and
              ([int]$matches[2] -le 255 -and [int]$matches[2] -ge 0) -and
              ([int]$matches[3] -le 255 -and [int]$matches[3] -ge 0) -and
              ([int]$matches[4] -le 255 -and [int]$matches[4] -ge 0))) {
            throw "子网掩码点分十进制格式非法"
        }
        # 将掩码转换为二进制字符串，统计连续的1的数量（即CIDR长度）
        $binaryMask = ($matches[1..4] | ForEach-Object { [Convert]::ToString([int]$_, 2).PadLeft(8, '0') }) -join ''
        # 验证是否是合法子网掩码（二进制必须是连续的1后跟连续的0）
        if ($binaryMask -notmatch '^1*0*$') {
            throw "输入的不是合法的子网掩码"
        }
        return ($binaryMask -replace '0', '').Length
    }
    else {
        throw "子网掩码格式非法，仅支持点分十进制（如255.255.255.0）或数字（如24）格式"
    }
}

# 计算IP地址对应的网络地址
function Get-NetworkAddress {
    param(
        [string]$ip,
        [int]$cidr
    )
    $ipBytes = [System.Net.IPAddress]::Parse($ip).GetAddressBytes()
    $maskBytes = [System.Net.IPAddress]::Parse(([System.Net.IPAddress]::NetworkToHostOrder([System.BitConverter]::ToInt32(([System.Net.IPAddress]::Parse("255.255.255.255").GetAddressBytes()), 0)) -band ([System.Math]::Pow(2, 32) - [System.Math]::Pow(2, 32 - $cidr)))).GetAddressBytes()
    [Array]::Reverse($ipBytes)
    [Array]::Reverse($maskBytes)
    $networkInt = [System.BitConverter]::ToUInt32($ipBytes, 0) -band [System.BitConverter]::ToUInt32($maskBytes, 0)
    $networkBytes = [System.BitConverter]::GetBytes($networkInt)
    [Array]::Reverse($networkBytes)
    return [System.Net.IPAddress]$networkBytes
}

# 执行参数验证
if (!(Test-ValidIP $address_1)) {
    Write-Error "address_1不是合法的IP地址格式"
    exit 1
}
if (!(Test-ValidIP $address_2)) {
    Write-Error "address_2不是合法的IP地址格式"
    exit 1
}

try {
    $cidr = Convert-ToCIDR $mask
}
catch {
    Write-Error $_.Exception.Message
    exit 1
}

# 计算两个IP的网络地址
$network1 = Get-NetworkAddress $address_1 $cidr
$network2 = Get-NetworkAddress $address_2 $cidr

# 判断并输出结果
if ($network1 -eq $network2) {
    Write-Output "yes"
}
else {
    Write-Output "no"
}

关键部分说明： #

1. 参数定义：通过[CmdletBinding()]和param块声明三个必填参数，每个参数都添加了帮助信息，方便用户使用-?查看说明。
2. IP合法性验证：Test-ValidIP函数用正则匹配IP格式，并检查每个段的数值范围在0-255之间，确保输入是有效的IPv4地址。
3. 子网掩码处理：Convert-ToCIDR函数处理两种输入格式：
   • 数字格式：验证是否在0-32之间，直接返回作为CIDR长度。
   • 点分十进制格式：先验证格式合法性，再转换为二进制字符串，检查是否是连续的1后跟连续的0（合法子网掩码的特征），最后统计1的数量得到CIDR长度。
4. 网络地址计算：Get-NetworkAddress函数将IP和CIDR转换为网络地址，通过字节运算实现掩码与IP的按位与操作，得到网络地址。
5. 结果判断：比较两个IP对应的网络地址，相同则输出yes，否则输出no。

使用示例： #

# 合法参数示例，输出yes
.\Check-SameNetwork.ps1 -address_1 192.168.1.5 -address_2 192.168.1.20 -mask 24

# 合法参数示例，输出no
.\Check-SameNetwork.ps1 -address_1 192.168.1.5 -address_2 192.168.2.20 -mask 255.255.255.0

# 非法IP参数示例，报错
.\Check-SameNetwork.ps1 -address_1 192.168.1.256 -address_2 192.168.1.20 -mask 24

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Art