[网络协议]1.2 实用的IP地址处理模块

1.2 实用的IP地址处理模块

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，可拓展性等方面，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提供了一个强大第三方模块IPy

安装：

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的网络喝地址，比如通过version方法就可以区分出IPv4和IPv6

>>> IP（‘10.0.0.0、8’）.version()
4  #表示IPv4类型
>>> IP('::1').version()
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
....

(1).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()      #方向解析地址格式
['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
'00001000000010000000100000001000'
>>> print(IP(0x8080808))  #十六进制转成Ip格式
8.8.8.8

(2).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

(3).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
wantprefixlen = 1，prefix格式
wantprefixlen = 2，decimalnetmask格式
wantprefixlen = 3，lastIP格式

1.2.2 多网络计算方法详解
比较两个网段是否存在包含，重叠等关系
同网络但不同prefixlen: 10.0.0.0/16不等于10.0.0.0/24
同prefixlen但处于不同的网络地址，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

>>> 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
>>> IP('192.168.1.0/24').overlaps('192.168.2.0')
0

(1).根据输入的IP或子网 返回网络，掩码，广播，方向解析，子网数，IP类型等信息

[root@mankel ~] vim ip.py
#!/usr/bin/python3
from IPy import IP
ip_s = input('Please input an IP or net-range: ')  #接受用户输入，参数为ip地址或网段地址
ips = IP(ip_s)
if len(ips) > 1:       #是一个网络地址
        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:
        print('reverse address: %s' % ips.reverseNames()[0])   #输出ip单项解析
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

(2).分别输入网段，ip地址的运行返回结果如下：

[root@mankel ~] python3 ip.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
binary ip: 11000000101010000000000100000000
iptype: PRIVATE

[root@mankel ~] python3 ip.py 
Please input an IP or net-range: 192.168.1.20
reverse address: 20.1.168.192.in-addr.arpa.
hexadecimal: 0xc0a80114
binary ip: 11000000101010000000000100010100
iptype: PRIVATE