python 实现IP子网计算
0.前言
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.ipaddress模块介绍
1.1IP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(mostrecentcalllast):
File"",line1,in
File"/usr/lib/python3.5/ipaddress.py",line54,inip_address
address)
ValueError:'192.168.1.1/32'doesnotappeartobeanIPv4orIPv6address
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(mostrecentcalllast):
File"",line1,in
File"/usr/lib/python3.5/ipaddress.py",line74,inip_network
returnIPv4Network(address,strict)
File"/usr/lib/python3.5/ipaddress.py",line1536,in__init__
raiseValueError('%shashostbitsset'%self)
ValueError:192.168.1.1/24hashostbitsset#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()和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')
>>>forxinnet.hosts():
...print(x)
...
192.168.1.1
192.168.1.2
...
192.168.1.100
192.168.1.101
...
192.168.1.254
>>>[xforxinnet.hosts()][0]#获取第一个可用IP
IPv4Address('192.168.1.1')
>>>[xforxinnet.hosts()][-1]#获取最后一个可用IP
IPv4Address('192.168.1.254')
1.4.5获取掩码与反掩码
>>>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')#获取反掩码
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(mostrecentcalllast):
File"",line1,in
File"/usr/lib/python3.5/ipaddress.py",line74,inip_network
returnIPv4Network(address,strict)
File"/usr/lib/python3.5/ipaddress.py",line1536,in__init__
raiseValueError('%shashostbitsset'%self)
ValueError:192.168.1.1/24hashostbitsset
#通过try-except语句来处理异常情况
>>>importipaddress
>>>defcal_ip(net):
...try:
...net=ipaddress.ip_network(net)
...print(net)
...exceptValueError:
...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.计算IP子网代码演示
2.1完整代码
#!/usr/bin/envpython3
#-*-coding:UTF-8-*-
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importipaddress
defcal_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([xforxinnet.hosts()])))
print('网络号：'+str(net.network_address))
print('起始可用IP地址：'+str([xforxinnet.hosts()][0]))
print('最后可用IP地址：'+str([xforxinnet.hosts()][-1]))
print('可用IP地址范围：'+str([xforxinnet.hosts()][0])+'~'+str([xforxinnet.hosts()][-1]))
print('掩码地址：'+str(net.netmask))
print('反掩码地址：'+str(net.hostmask))
print('广播地址：'+str(net.broadcast_address))
exceptValueError:
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 反掩码地址：0.0.0.255 广播地址：192.168.1.255
3.碎碎语
怎么样，学完之后是不是很亢奋，不需要借助其他工具进行计算了吧，用python就帮你搞定了。
3.1官方参考文档
https://docs.python.org/3.8/howto/ipaddress.html
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