本节书摘来自华章出版社《Python自动化运维：技术与最佳实践》一书中的第1章，第1.2节，作者 （美）Neil Bergman ，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看
1.2 实用的IP地址处理模块IPy
IP地址规划是网络设计中非常重要的一个环节，规划的好坏会直接影响路由协议算法的效率，包括网络性能、可扩展性等方面，在这个过程当中，免不了要计算大量的IP地址，包括网段、网络掩码、广播地址、子网数、IP类型等。Python提供了一个强大的第三方模块IPy（https://github.com/haypo/python-ipy/），最新版本为V0.81。IPy模块可以很好地辅助我们高效完成IP的规划工作，下面进行详细介绍。
以下是IPy模块的安装，这里采用源码的安装方式：
# wget https://pypi.python.org/packages/source/I/IPy/IPy-0.81.tar.gz --no-check-certificate
# tar -zxvf IPy-0.81.tar.gz
# cd IPy-0.81
# python setup.py install
1.2.1 IP地址、网段的基本处理
IPy模块包含IP类，使用它可以方便处理绝大部分格式为IPv6及IPv4的网络和地址。比如通过version方法就可以区分出IPv4与IPv6，如：
>>>IP('10.0.0.0/8').version()
4 #4代表IPv4类型
>>>IP('::1').version()
6 #6代表IPv6类型
通过指定的网段输出该网段的IP个数及所有IP地址清单，代码如下：
from IPy import IP
ip = IP('192.168.0.0/16')
print ip.len() #输出192.168.0.0/16网段的IP个数
for x in ip: #输出192.168.0.0/16网段的所有IP清单
print(x)
执行结果如下：
65536
192.168.0.0
192.168.0.1
192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.0.5
192.168.0.6
192.168.0.7
192.168.0.8
……
下面介绍IP类几个常见的方法，包括反向解析名称、IP类型、IP转换等。
>>>from IPy import IP
>>>ip = IP('192.168.1.20')
>>>ip.reverseNames() #反向解析地址格式
['20.1.168.192.in-addr.arpa.']
>>>ip.iptype() #192.168.1.20为私网类型'PRIVATE'
>>> IP('8.8.8.8').iptype() #8.8.8.8为公网类型
'PUBLIC'
>>> IP("8.8.8.8").int() #转换成整型格式
134744072
>>> IP('8.8.8.8').strHex() #转换成十六进制格式
'0x8080808'
>>> IP('8.8.8.8').strBin() #转换成二进制格式
'00001000000010000000100000001000'
>>> print(IP(0x8080808)) #十六进制转成IP格式
8.8.8.8
IP方法也支持网络地址的转换，例如根据IP与掩码生产网段格式，如下：
>>>from IPy import IP
>>>print(IP('192.168.1.0').make_net('255.255.255.0'))
192.168.1.0/24
>>>print(IP('192.168.1.0/255.255.255.0', make_net=True))
192.168.1.0/24
>>>print(IP('192.168.1.0-192.168.1.255', make_net=True))
192.168.1.0/24
也可以通过strNormal方法指定不同wantprefixlen参数值以定制不同输出类型的网段。输出类型为字符串，如下：
>>>IP('192.168.1.0/24').strNormal(0)
'192.168.1.0'
>>>IP('192.168.1.0/24').strNormal(1)
'192.168.1.0/24'
>>>IP('192.168.1.0/24').strNormal(2)
'192.168.1.0/255.255.255.0'
>>>IP('192.168.1.0/24').strNormal(3)
'192.168.1.0-192.168.1.255'
wantprefixlen的取值及含义：
wantprefixlen = 0，无返回，如192.168.1.0；
wantprefixlen = 1，prefix格式，如192.168.1.0/24；
wantprefixlen = 2，decimalnetmask格式，如192.168.1.0/255.255.255.0；
wantprefixlen = 3，lastIP格式，如192.168.1.0-192.168.1.255。
1.2.2 多网络计算方法详解
有时候我们想比较两个网段是否存在包含、重叠等关系，比如同网络但不同prefixlen会认为是不相等的网段，如10.0.0.0/16不等于10.0.0.0/24，另外即使具有相同的prefixlen但处于不同的网络地址，同样也视为不相等，如10.0.0.0/16不等于192.0.0.0/16。IPy支持类似于数值型数据的比较，以帮助IP对象进行比较，如：
>>>IP('10.0.0.0/24') < IP('12.0.0.0/24')
True
判断IP地址和网段是否包含于另一个网段中，如下：
>>> '192.168.1.100' in IP('192.168.1.0/24')
True
>>>IP('192.168.1.0/24') in IP('192.168.0.0/16')
True
判断两个网段是否存在重叠，采用IPy提供的overlaps方法，如：
>>>IP('192.168.0.0/23').overlaps('192.168.1.0/24')
1 #返回1代表存在重叠
>>>IP('192.168.1.0/24').overlaps('192.168.2.0')
0 #返回0代表不存在重叠
示例 根据输入的IP或子网返回网络、掩码、广播、反向解析、子网数、IP类型等信息。
#!/usr/bin/env python
from IPy import IP
ip_s = raw_input('Please input an IP or net-range: ') #接收用户输入，参数为IP地址或网段地址
ips = IP(ip_s)
if len(ips) > 1: #为一个网络地址
print('net: %s' % ips.net()) #输出网络地址
print('netmask: %s' % ips.netmask()) #输出网络掩码地址
print('broadcast: %s' % ips.broadcast()) #输出网络广播地址
print('reverse address: %s' % ips.reverseNames()[0]) #输出地址反向解析
print('subnet: %s' % len(ips)) #输出网络子网数
else: #为单个IP地址
print('reverse address: %s' % ips.reverseNames()[0]) #输出IP反向解析
print('hexadecimal: %s' % ips.strHex()) #输出十六进制地址
print('binary ip: %s' % ips.strBin()) #输出二进制地址
print('iptype: %s' % ips.iptype()) #输出地址类型，如PRIVATE、PUBLIC、LOOPBACK等
分别输入网段、IP地址的运行返回结果如下：
# python simple1.py
Please input an IP or net-range: 192.168.1.0/24
net: 192.168.1.0
netmask: 255.255.255.0
broadcast: 192.168.1.255
reverse address: 1.168.192.in-addr.arpa.
subnet: 256
hexadecimal: 0xc0a80100
binaryip: 11000000101010000000000100000000
iptype: PRIVATE
# python simple1.py
Please input an IP or net-range: 192.168.1.20
reverse address: 20.1.168.192.in-addr.arpa.
hexadecimal: 0xc0a80114
binaryip: 11000000101010000000000100010100
iptype: PRIVATE
