《Python自动化运维:技术与最佳实践》一1.2 实用的IP地址处理模块IPy-阿里云开发者社区

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《Python自动化运维:技术与最佳实践》一1.2 实用的IP地址处理模块IPy

简介:

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

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