Вольный перевод:
https://www.mikemackintosh.com/5-tips-for-working-with-ipv6-in-php/

Работать с IPv4 в php было очень просто, для этого существовало две функции ip2long и long2ip. Эти функции давали возможность переводить IP адрес в обычное число и обратно. К сожалению, в IPv6 такой возможности нет.

Адрес IPv4 состоит из 32 бит — размер который изначально поддерживает большинство операционных систем и языков программирования. 32-ух и более битные платформы поддерживают работу с числами от 0 до 4 294 967 295 (или 2³², которое и является максимальным количеством IP адресов в сети). Это давало возможность преобразовывать адрес в число, что в свою очередь давало возможность экономично использовать память и ресурсы системы.

С IPv6 же другая история. На данный момент большинство компьютеров используют 64-ех битную архитектуру, и работают под управлением 64-ех битной ОС. Самое большое беззнаковое число допустимое на 64bit платформе — 18 446 744 073 709 551 616 (или 2⁶⁴). Но IPv6 допускает несоизмеримо больше количество адресов — 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 770 000 000 (или 2¹²⁸). Это очень огромное число, и, к сожалению, это приводит к проблемам при работе с ним.

Работа с таким количеством битов в числе является громоздким даже для современных языков программирования, и из за проблем работы с памятью на таких числах алгоритмы поддержки IPv6 обычно неправильны.

Прим.автора: Обратите внимание: IPv6 не имеет широковещательных адресов (broadcast). В IPv4 последний адрес в диапазоне зарезервированы для трансляции. В IPv6, нет концепции широковещания, вместо этого используется «многоадресная рассылка» по локальной ссылке для всех нод, ff02::1.

Валидация IPv4 и IPv6.

Это самая простая задача из всех возможных. Некоторые из программистов используют конструкции strpos( $ip , ":") для определения IPv6, и substr_count( $ip , ".") == 3 для проверки IPv4 адреса.

Но это в корне неправильно. Во первых такие проверки небезопасны, по причине того что легко обходятся. А во вторых они просто неточны. Так например, эти функции не смогут правильно обработать адреса IPv6, записанные в IPv4 совместимом формате, такие как, например, этот ::127.0.0.1 или этот ::ffff:10.10.1.1.

В php есть функция filter_var, которая осуществляет проверку входящих данных. В нашем случае, для валидации IP адреса, следует использовать фильтр FILTER_VALIDATE_IP. А для определения версии — флаги FILTER_FLAG_IPV4 или FILTER_FLAG_IPV6. Например:

if( filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP, FILTER_FLAG_IPV4) ){
    // Это валидный IPv4 адрес
}

if( filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP, FILTER_FLAG_IPV6) ){
    // Это валидный IPv6 адрес
}

Это правильный и безопасный способ проверки. Проверять IP адреса стоит именно так, если вы, конечно, не задались целью наломать дров, но таки сделать свой велосипед. Кстати хорошим тоном будет использование filter_var и для проверки многих других данных, таких как email или URL.

Преобразования IPv6

В PHP 5.1 были добавлены две полезные функции inet_pton и inet_ntop. Данные функции преобразуют человеко-понятное представление IP адреса в упакованное in_addr представление, и обратно. Так как результат выполнения inet_pton не является чисто бинарным, то необходимо воспользоваться функцией unpack чтобы в дальнейшем можно было работать с битовыми операциями.

Обе функции поддерживают IPv4 и IPv6. Единственное различие состоит в том как распаковывать полученный результат. Так например для IPv6, вы должны использовать формат A16, а для IPv4 — A4.

Давайте рассмотрим это на примере:

// Случайные Ip адреса для примера
$ip4= "10.22.99.129";
$ip6= "fe80:1:2:3:a:bad:1dea:dad";


// Пример с ip2long 
var_dump( ip2long($ip4) ); // int(169239425)
var_dump( ip2long($ip6) ); // bool(false)


// Примре с inet_pton
var_dump( inet_pton( $ip4 ) ); // string(4) " c"
var_dump( inet_pton( $ip6 ) ); // string(16) "� �"

Как видно inet_pton поддерживает и IPv4 и IPv6. Следующий шаг — нужно преобразовать упакованный результат в распакованное значение:

// Распаковываем и упаковываем
$_u4 = current( unpack( "A4", inet_pton( $ip4 ) ) );
var_dump( inet_ntop( pack( "A4", $_u4 ) ) ); // string(12) "10.22.99.129"


$_u6 = current( unpack( "A16", inet_pton( $ip6 ) ) );
var_dump( inet_ntop( pack( "A16", $_u6 ) ) ); //string(25) "fe80:1:2:3:a:bad:1dea:dad"

Функция current возвращает первый элемент массива, эквивалентно $array[0]

Как видно после распаковывания и упаковывания, мы видим тот же IP адрес что и был изначально. Это наглядно демонстрирует то что данные в процессе никуда не пропадают.

Готовые функции

Мы огромные сторонники подхода DRY. Под DRY-подходом в программировании подразумевается «не повторяться» (Don’t repeat yourself). Использование готовых функций, классов и пр. являются хорошим примером идеологии DRY. В результате мы подготовили набор готовых функций для того чтобы упростить ваш код.

Функция dtr_pton реализует всю логику которая была описана выше. Она проверяет входящее значение, возвращает преобразованное значение или false/исключение в случае возникновения ошибки:

/**
 * dtr_pton
 *
 * Converts a printable IP into an unpacked binary string
 *
 * @author Mike Mackintosh - mike@bakeryphp.com
 * @param string $ip
 * @return string $bin
 */
function dtr_pton( $ip ){

    if(filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP, FILTER_FLAG_IPV4)){
        return current( unpack( "A4", inet_pton( $ip ) ) );
    }
    elseif(filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP, FILTER_FLAG_IPV6)){
        return current( unpack( "A16", inet_pton( $ip ) ) );
    }

    throw new \Exception("Please supply a valid IPv4 or IPv6 address");
}

Функция же dtr_ntop преобразует результат выполнения dtr_pton обратно. Она также проверяет входящее значение на соответствие форматам A4/A16 и возвращает результат либо false/throw в случае возникновения ошибки.

/**
 * dtr_ntop
 *
 * Converts an unpacked binary string into a printable IP
 *
 * @author Mike Mackintosh - mike@bakeryphp.com
 * @param string $str
 * @return string $ip
 */
function dtr_ntop( $str ){
    if( strlen( $str ) == 16 OR strlen( $str ) == 4 ){
        return inet_ntop( pack( "A".strlen( $str ) , $str ) );
    }

    throw new \Exception( "Please provide a 4 or 16 byte string" );
}

Вот несколько примеров для работы с описанными функциями. Для начала попробуем преобразовать IPv6 туда и обратно:

try{
    var_dump( dtr_ntop( dtr_pton( "fe80:1:2:3:a:bad:1dea:dad") ) );
    // Returns: 'string(25) "fe80:1:2:3:a:bad:1dea:dad"'
}
catch(\Exception $e){
    echo $e->getMessage(). "\n";
}

Проделаем тоже самое с IPv4:

try{
    var_dump( dtr_ntop( dtr_pton( "10.22.99.129") ) );
    // Returns: 'string(12) "10.22.99.129"'
}
catch(\Exception $e){
  echo $e->getMessage(). "\n";
}

Вот что будет если на вход dtr_ntop дать невалидное значение (мы добавили еще один байт к распакованному значению):

try{
    var_dump( dtr_ntop( dtr_pton( "10.22.99.129").'a' ) ); // String too short: Throws 'Please provide a 4 or 16 byte string'
}
catch(\Exception $e){
  echo $e->getMessage(). "\n";
}

Теперь попробуем преобразовать невалидный IP адрес:

try{
    var_dump( dtr_ntop( dtr_pton( "ffff:feee:fg::") ) ); // Invalid IP: Throws 'Please supply a valid IPv4 or IPv6 address'
}
catch(\Exception $e){
  echo $e->getMessage(). "\n";
}

Битовые операции

Вот несколько формул, используемых для расчета основных параметров сети:

v4 Subnet Mask: long2ip( ((1<<32) -1) << (32 - CIDR ) )
v4 Wildcard: long2ip( ~(((1<<32) -1) << (32 - CIDR )) )


Network: IP Address & Mask
Broadcast: IP Address | ~Mask

Available Hosts: Broadcast - Network -1
v4 Available Networks: 2^24 - Available Hosts +2

Если вы изучили и понимаете вышенаписанное, то можно приступить к получению сетевых параметров из адреса IP и CIDR.

Используя функции dtr_pton и dtr_ntop мы можем вычислить адрес подсети и широковещательный адрес например для 10.22.99.199/28:

$ip = dtr_pton("10.22.99.199");
$mask = dtr_pton(long2ip( ((1<<32) -1) << (32 - 28 ) ));

var_dump( dtr_ntop( $ip & $mask ) );
var_dump( dtr_ntop( $ip | ~ $mask ) );

Это выведет:
string(12) "10.22.99.192"
string(12) "10.22.99.207"

Теперь возьмем IPv6, fe80:1:2:3:a:bad:1dea:dad/82:

$ip = dtr_pton("fe80:1:2:3:a:bad:1dea:dad");
$mask = dtr_pton("ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:fff0::");


var_dump( dtr_ntop( $ip & $mask ) );
var_dump( dtr_ntop( $ip | ~ $mask ) );

Выведет:
string(18) "fe80:1:2:3:a:ba0::"
string(26) "fe80:1:2:3:a:baf:ffff:ffff"

Работа с базой данных

Конечно для хранения IPv6 адреса вы можете использовать VARCHAR(39), т.е. хранить его в человекочитаемом виде. Но я бы рекомендовал хранить IP адрес в бинарном виде используя BINARY(16). Если вы будете хранить адрес в бинарном формате то вы сможете делать выборки по диапазонам, битовым маскам и прочее, а это огромное преимущество для построения приложения поддерживающего IPv6.

С версии MySQL 5.6.3 появились функции INET6_ATON(expr) и INET6_NTOA(expr). Как вы уже догадались они преобразуют IPv6 адрес в бинарный вид и обратно. Для версий MySQL младше (если у вас есть права для установки UDF (User-Defined Functions)), я бы рекомендовал установить вот это mysql-udf-ipv6. Этот пакет добавляет отсутствующие функции INET6_ATON(expr) и INET6_NTOA(expr) в версии младше 5.6.3.