IP 地址和网络密不可分，Python 的ipaddress模块可以帮助处理各种 IP 相关任务。它可以检查 IP 是否为私有地址，验证地址，并执行子网计算。socket模块有助于解析主机名，而subprocess模块允许 ping 操作和网络诊断。本文涵盖了 Python 中的关键 IP 操作，包括：检查 IP 是否为私有，从 IP 获取主机名，ping 主机，处理 ping 超时以及与子网一起工作。

检查 IP 地址是否为私有

一些 IP 地址是为内部网络设计的。它们不在互联网上路由。这些私有范围是：

10.0.0.0–10.255.255.255
172.16.0.0–172.31.255.255 172.16.0.0–172.31.255.255
192.168.0.0–192.168.255.255

Python 使用 ipaddress 使检查 IP 地址变得简单。下面的示例确定一个 IP 地址是否属于私有范围。

import ipaddress

def check_private_ip(ip):
    try:
        ip_obj = ipaddress.ip_address(ip)
        return ip_obj.is_private
    except ValueError:
        return False

ip = "192.168.0.1"
print(f"Is {ip} private? {check_private_ip(ip)}")

如果 IP 在私有范围内，函数返回True。否则，返回False。这有助于过滤内部和外部 IP。

验证 IP 地址

一个无效的 IP 地址可能导致脚本出错。Python 允许轻松验证。如果 IP 格式不正确，ipaddress模块将引发异常。

def validate_ip(ip):
    try:
        ipaddress.ip_address(ip)
        return True
    except ValueError:
        return False

print(validate_ip("256.100.50.25"))  # Invalid IP, returns False
print(validate_ip("192.168.1.1"))    # Valid IP, returns True

此功能防止无效 IP 在网络操作中使用。

获取 IP 地址的主机名

域名系统（DNS）将 IP 地址转换为主机名。Python 的socket模块从 IP 地址检索主机名。

import socket

def get_hostname(ip):
    try:
        return socket.gethostbyaddr(ip)[0]
    except socket.herror:
        return "Hostname not found"

print(get_hostname("8.8.8.8"))  # Google's public DNS

此函数将 IP 地址解析为域名（如果存在的话）。

查找主机名的 IP 地址

主机名映射到 IP 地址。`socket`模块帮助将域名解析为其 IP 地址。

def get_ip_from_hostname(hostname):
    try:
        return socket.gethostbyname(hostname)
    except socket.gaierror:
        return "Invalid hostname"

print(get_ip_from_hostname("google.com"))

如果该域名存在，则函数返回其对应的 IP。

正在 ping 主机

pinging 检查主机是否可达。Python 的子进程模块允许执行系统命令，包括ping。

import subprocess

def ping_host(host):
    try:
        output = subprocess.run(["ping", "-c", "1", host], capture_output=True, text=True)
        return output.returncode == 0
    except Exception:
        return False

print(ping_host("8.8.8.8"))  # Returns True if reachable

此函数运行单个 ping 请求。如果返回码为0，则表示主机可达。

设置 ping 超时

网络速度慢可能会延迟响应。超时可以避免长时间等待。

def ping_with_timeout(host, timeout=2):
    try:
        output = subprocess.run(["ping", "-c", "1", "-W", str(timeout), host], capture_output=True, text=True)
        return output.returncode == 0
    except Exception:
        return False

print(ping_with_timeout("8.8.8.8", timeout=1))  # Adjust timeout as needed

此函数确保在给定时间内收到 ping 响应。

检查 IP 是否属于子网

子网将 IP 地址分组。`ipaddress`模块检查一个 IP 地址是否属于某个子网。

def check_ip_in_subnet(ip, subnet):
    try:
        return ipaddress.ip_address(ip) in ipaddress.ip_network(subnet, strict=False)
    except ValueError:
        return False

print(check_ip_in_subnet("192.168.1.100", "192.168.1.0/24"))  # True
print(check_ip_in_subnet("192.168.2.100", "192.168.1.0/24"))  # False

此函数有助于确定一个 IP 地址是否属于特定网络。

生成子网中的 IP 列表

子网包含多个 IP 地址。Python 可以列出范围内的所有 IP 地址。

def list_ips_in_subnet(subnet):
    try:
        return [str(ip) for ip in ipaddress.ip_network(subnet, strict=False)]
    except ValueError:
        return []

print(list_ips_in_subnet("192.168.1.0/30"))

此函数返回子网内的所有 IP 地址，用于扫描网络。

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一文学会使用 Python 中的 IP 地址操作