ipaddress

Python 3.3+ 的 ipaddress 模块回迁到 Python 2.6、2.7、3.2。Python 3.3+无需安装。

IP地址目前存在两个版本:IPv4和IPv6,平常我们见到最多的就是IPv4了,如192.168.1.1/24,当然,IPv4地址池资源紧缺,IPv6已悄然大量部署了。

我们在设计网络架构时必须要对设备互联地址、环回地址、业务地址进行规划,那怎么规划?给你一个A类地址你怎么办?最重要是不是得计算?口算怕不准确吧?心算行不行,就不怕你没这本事,哈哈!

下面请用python帮你搞定这一切吧!

1.1 IP主机地址

说明:不带掩码

怎么判断是ipv4地址,还是ipv6地址呢?使用ipaddress.ip_address() 函数可以来知晓:

>>> ipaddress.ip_address('192.168.1.1')
IPv4Address('192.168.1.1')
>>> ipaddress.ip_address('192.168.1.1').version
4

>>> ipaddress.ip_address('fe80::1')
IPv6Address('fe80::1')
>>> ipaddress.ip_address('fe80::1').version
6

如果带上掩码就会报错:

>>> ipaddress.ip_address('192.168.1.1/32')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/lib/python3.5/ipaddress.py", line 54, in ip_address
    address)
ValueError: '192.168.1.1/32' does not appear to be an IPv4 or IPv6 address

1.2 定义网络

说明:表示网段

一个IP地址,通常由网络号+网络前缀组成,如192.168.1.0/24,可以通过ipaddress.ip_network函数来表示,缺省情况下,python只能识别网络号,如果是IP主机就会报错,当然你可以通过strict=False来避免。

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')
IPv4Network('192.168.1.0/24')

#缺省,输入主机位就会报错
>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/lib/python3.5/ipaddress.py", line 74, in ip_network
    return IPv4Network(address, strict)
  File "/usr/lib/python3.5/ipaddress.py", line 1536, in __init__
    raise ValueError('%s has host bits set' % self)
ValueError: 192.168.1.1/24 has host bits set  #提示是主机IP

#修改位非严格模式,缺省为strict=True
>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24' , strict=False)
IPv4Network('192.168.1.0/24')   #返回网络号

1.3 主机接口

说明:表示接口地址(ip/掩码)
一般在路由器、交换机、防火墙接口上配置IP地址,格式如192.168.1.1/24,如果使用以上ipaddress.ip_address()ipaddress.ip_network函数的话,就不太好表示,那么可以通过ipaddress.ip_interface()函数类表示。

>>> ipaddress.ip_interface('192.168.1.1/24')
IPv4Interface('192.168.1.1/24')

1.4 检查address/network/interface对象

1.4.1 检查IP版本(v4或者v6):

>>> ipaddress.ip_address('192.168.1.1').version
4
>>> ipaddress.ip_address('fe80::1').version
6

1.4.2 从接口IP获取网段

>>> ipaddress.ip_interface('192.168.1.1/24').network
IPv4Network('192.168.1.0/24')

>>> ipaddress.ip_interface('fe80::/64').network
IPv6Network('fe80::/64')

1.4.3 计算网段有多少个IP地址

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24').num_addresses
256

>>> ipaddress.ip_network('fe80::/64').num_addresses
18446744073709551616

1.4.4 计算网段有多少个可用IP地址

>>> net = ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')
>>> for x in net.hosts():
...     print(x)
...
192.168.1.1
192.168.1.2
    ...
192.168.1.253
192.168.1.254

>>> [x for x in net.hosts()][0]     #获取第一个可用IP(不推荐,参考1.7)
IPv4Address('192.168.1.1')
>>> [x for x in net.hosts()][-1]    #获取最后一个可用IP(不推荐,参考1.7)
IPv4Address('192.168.1.254')

1.4.5 获取掩码与主机掩码

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24' , strict=False).netmask
IPv4Address('255.255.255.0')    #获取掩码

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24' , strict=False).hostmask
IPv4Address('0.0.0.255')    #获取主机掩码

1.6 获取网络号与广播地址

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24' , strict=False).network_address
IPv4Address('192.168.1.0')      #获取网络号

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24' , strict=False).broadcast_address
IPv4Address('192.168.1.255')    #获取广播地址

1.7 Network 作为 Address 列表

将网络视为列表有时很有用。 这意味着它可以像这样索引它们:

>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')[0]     #获取网络号
IPv4Address('192.0.1.0')
>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')[1]     #获取第一个可用IP
IPv4Address('192.0.1.1')
>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')[-2]    #获取最后一个可用IP
IPv4Address('192.0.1.254')
>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')[-1]    #获取广播地址
IPv4Address('192.0.1.255')

它还意味着网络对象可以使用像这样的列表成员测试语法:

if address in network:
    # do something

根据网络前缀有效地完成包含性测试:

>>> addr4 = ipaddress.ip_address('192.0.2.1')
>>> addr4 in ipaddress.ip_network('192.0.2.0/24')
True
>>> addr4 in ipaddress.ip_network('192.0.3.0/24')
False

1.8 异常处理

如果遇到IP地址格式不符合要求等这些情况,那怎么处理呢?

#错误显示,报"ValueError"
>>> ipaddress.ip_network('192.168.1.1/24')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/lib/python3.5/ipaddress.py", line 74, in ip_network
    return IPv4Network(address, strict)
  File "/usr/lib/python3.5/ipaddress.py", line 1536, in __init__
    raise ValueError('%s has host bits set' % self)
ValueError: 192.168.1.1/24 has host bits set

#通过try-except语句来处理异常情况
>>> import ipaddress
>>> def cal_ip(net):
...     try:
...         net = ipaddress.ip_network(net)
...         print(net)
...     except ValueError:
...         print('您输入格式有误,请检查!')
...
>>> cal_ip(net = '192.168.1.1/24')
您输入格式有误,请检查!

2.1 计算IP子网完整代码

#!/usr/bin/env python3
#-*- coding:UTF-8 -*-
#欢迎关注微信公众号:点滴技术

import ipaddress

def cal_ip(ip_net):
    try:
        net = ipaddress.ip_network(ip_net, strict=False)
        print('IP版本号: ' + str(net.version))
        print('是否是私有地址: ' + str(net.is_private))
        print('IP地址总数: ' + str(net.num_addresses))
        print('可用IP地址总数: ' + str(len([x for x in net.hosts()])))
        print('网络号: ' + str(net.network_address))
        print('起始可用IP地址: ' + str([x for x in net.hosts()][0]))
        print('最后可用IP地址: ' + str([x for x in net.hosts()][-1]))
        print('可用IP地址范围: ' + str([x for x in net.hosts()][0]) + ' ~ ' + str([x for x in net.hosts()][-1]))
        print('掩码地址: ' + str(net.netmask))
        print('主机掩码地址: ' + str(net.hostmask))
        print('广播地址: ' + str(net.broadcast_address))
    except ValueError:
        print('您输入格式有误,请检查!')

if __name__ == '__main__':
    ip_net = '192.168.1.1/24'
    cal_ip(ip_net)

2.2 运行结果

IP版本号: 4
是否是私有地址: True
IP地址总数: 256
可用IP地址总数: 254
网络号: 192.168.1.0
起始可用IP地址: 192.168.1.1
最后可用IP地址: 192.168.1.254
可用IP地址范围: 192.168.1.1 ~ 192.168.1.254
掩码地址: 255.255.255.0
主机掩码地址: 0.0.0.255
广播地址: 192.168.1.255

IPy

IPy - 用于处理 IPv4 和 IPv6 地址和网络的类和工具。

网站: https://github.com/autocracy/python-ipy/

接口的介绍

IP 类允许大多数人舒适地解析和处理 用于 IPv4 和 IPv6 地址和网络的表示法。它是 深受RIPE的Perl模块NET::IP接口的启发,但是不共享实现。它不共享非 CIDR 网络掩码, 像0xffffff0f的网络掩码这样时髦的东西在这里做不到。

>>> from IPy import IP
>>> ip = IP('127.0.0.0/30')
>>> for x in ip:
...  print(x)
...
127.0.0.0
127.0.0.1
127.0.0.2
127.0.0.3
>>> ip2 = IP('0x7f000000/30')
>>> ip == ip2
1
>>> ip.reverseNames()
['0.0.0.127.in-addr.arpa.', '1.0.0.127.in-addr.arpa.', '2.0.0.127.in-addr.arpa.', '3.0.0.127.in-addr.arpa.']
>>> ip.reverseName()
'0-3.0.0.127.in-addr.arpa.'
>>> ip.iptype()
'LOOPBACK'

支持大多数 IP 地址格式

它可以检测大约十几种不同的表达IP地址的方式 和网络,解析它们并区分 IPv4 和 IPv6 地址:

>>> IP('10.0.0.0/8').version()
4
>>> IP('::1').version()
6

IPv4 地址

>>> print(IP(0x7f000001))
127.0.0.1
>>> print(IP('0x7f000001'))
127.0.0.1
>>> print(IP('127.0.0.1'))
127.0.0.1
>>> print(IP('10'))
10.0.0.0

IPv6 地址

>>> print(IP('1080:0:0:0:8:800:200C:417A'))
1080::8:800:200c:417a
>>> print(IP('1080::8:800:200C:417A'))
1080::8:800:200c:417a
>>> print(IP('::1'))
::1
>>> print(IP('::13.1.68.3'))
::d01:4403

网络掩码和前缀

>>> print(IP('127.0.0.0/8'))
127.0.0.0/8
>>> print(IP('127.0.0.0/255.0.0.0'))
127.0.0.0/8
>>> print(IP('127.0.0.0-127.255.255.255'))
127.0.0.0/8

派生网络地址

IPy 可以通过应用给定的 网络掩码:

>>> print(IP('127.0.0.1/255.0.0.0', make_net=True))
127.0.0.0/8

也可以对现有 IP 实例执行此操作:

>>> print(IP('127.0.0.1').make_net('255.0.0.0'))
127.0.0.0/8

将地址转换为字符串

几乎所有返回字符串的类方法都有一个可选的 参数“wantprefixlen”,用于控制前缀是len还是网络掩码 被打印出来。默认情况下,如果网络 包含多个地址:

wantprefixlen == 0 / None     don't return anything   1.2.3.0
wantprefixlen == 1            /prefix                 1.2.3.0/24
wantprefixlen == 2            /netmask                1.2.3.0/255.255.255.0
wantprefixlen == 3            -lastip                 1.2.3.0-1.2.3.255

您还可以通过摆弄每个对象来更改默认值 班级成员:

字符串转换的示例:

>>> IP('10.0.0.0/32').strNormal()
'10.0.0.0'
>>> IP('10.0.0.0/24').strNormal()
'10.0.0.0/24'
>>> IP('10.0.0.0/24').strNormal(0)
'10.0.0.0'
>>> IP('10.0.0.0/24').strNormal(1)
'10.0.0.0/24'
>>> IP('10.0.0.0/24').strNormal(2)
'10.0.0.0/255.255.255.0'
>>> IP('10.0.0.0/24').strNormal(3)
'10.0.0.0-10.0.0.255'
>>> ip = IP('10.0.0.0')
>>> print(ip)
10.0.0.0
>>> ip.NoPrefixForSingleIp = None
>>> print(ip)
10.0.0.0/32
>>> ip.WantPrefixLen = 3
>>> print(ip)
10.0.0.0-10.0.0.0

使用多个网络

简单地添加可以聚合的相邻网块将产生 两者的父网络,但更复杂的范围映射和聚合 要求与 IPSet 类一起使用,该类将容纳任意数量的 唯一的地址范围,并将聚合重叠的范围。

>>> from IPy import IP, IPSet
>>> IP('10.0.0.0/22') - IP('10.0.2.0/24')
IPSet([IP('10.0.0.0/23'), IP('10.0.3.0/24')])
>>> IPSet([IP('10.0.0.0/23'), IP('10.0.3.0/24'), IP('10.0.2.0/24')])
IPSet([IP('10.0.0.0/22')])
>>> s = IPSet([IP('10.0.0.0/22')])
>>> s.add(IP('192.168.1.0/29'))
>>> s
IPSet([IP('10.0.0.0/22'), IP('192.168.1.0/29')])
>>> s.discard(IP('192.168.1.2'))
>>> s
IPSet([IP('10.0.0.0/22'), IP('192.168.1.0/31'), IP('192.168.1.3'), IP('192.168.1.4/30')])

IPSet 支持set方法 isdisjoint

>>> s.isdisjoint(IPSet([IP('192.168.0.0/16')]))
False
>>> s.isdisjoint(IPSet([IP('172.16.0.0/12')]))
True

IPSet 支持交集:

>>> s & IPSet([IP('10.0.0.0/8')])
IPSet([IP('10.0.0.0/22')])

兼容性和链接

IPy 1.01适用于Python版本2.6 - 3.7。

只要减法运算,IP 模块应该在 Python 2.5 中工作 未使用。IPSet 需要出现的 collecitons 类的功能 在 Python 2.6 中,尽管它们可以向后移植。

勘误表

使用 IPv6 地址时,最好使用IP().len()而不是len(IP) 进行比较。整数值> 64 位的地址可能会中断 第二种方法。查看 http://stackoverflow.com/questions/2 了解更多信息 信息。

IPSet 的模糊测试将在 IPSet 模块时抛出杂散错误 将两个较小的前缀组合成一个与随机匹配的较大前缀 前缀测试。

这个 Python 模块是在 BSD 许可证下:参见COPYING 文件。

更多信息可在以下网址获得: https://github.com/autocracy/python-ipy