IP 地址处理 – Python ipaddress 模块使用教程

网络编程世界中，IP地址就像家庭住址一样，它帮助计算机在互联网上找到彼此。Python 的 ipaddress模块提供了一系列工具，让我们能够轻松地处理和操作这些地址，不管是简单的地址验证，还是复杂的网络规划。

一、 术语解释

在深入ipaddress模块之前，先来了解一些基本的网络术语：

• IP地址 (IP Address)：就像每个家庭都有一个唯一的地址一样，每个连接到互联网的设备都有一个唯一的IP地址，用于在网络中识别和定位。
• 网络掩码 (Network Mask)：类似于邮政编码，网络掩码帮助确定一个IP地址属于哪个网络。
• 接口 (Interface)：可以理解为设备上的网络连接点，例如网卡，每个接口都有一个IP地址和网络掩码。

二、 创建 IP 对象

ipaddress 模块允许你创建三种类型的对象：

• Address 对象: 代表单个IP地址，例如 “192.168.1.1”。
• Network 对象: 代表一个IP地址范围，例如 “192.168.1.0/24″，表示包含256个地址的网络。
• Interface 对象: 代表一个网络接口，包含IP地址和网络掩码信息。

你可以使用字符串或整数来创建这些对象：

import ipaddress

# 创建Address对象
my_ip = ipaddress.ip_address('192.168.1.1')

# 创建Network对象
my_network = ipaddress.ip_network('192.168.1.0/24')

# 创建Interface对象
my_interface = ipaddress.ip_interface('192.168.1.1/24') 

三、 审查 IP 对象

创建对象后，你可以轻松访问其属性：

# 获取IP地址版本
print(my_ip.version)  # 输出：4 (代表IPv4)

# 获取网络地址
print(my_network.network_address)  # 输出：192.168.1.0

# 获取网络掩码
print(my_interface.netmask)  # 输出：255.255.255.0

四、 网络对象：IP 地址的集合

Network 对象可以看作是一个IP地址的集合，你可以遍历其中的所有地址：

for ip in my_network:
  print(ip)  # 逐个打印网络中的所有IP地址

五、 比较 IP 地址大小

ipaddress 模块允许你像比较数字一样比较IP地址的大小：

ip1 = ipaddress.ip_address('192.168.1.1')
ip2 = ipaddress.ip_address('192.168.1.100')

print(ip1 < ip2)  # 输出：True

六、 与其他模块协同工作

ipaddress 对象可以轻松地转换为其他网络模块 (例如 socket) 所需的格式：

import socket

# 将IP地址对象转换为字符串
ip_string = str(my_ip)

# 将IP地址对象转换为整数
ip_integer = int(my_ip)

七、 处理实例创建错误

如果尝试创建无效的IP地址或网络，ipaddress 模块会抛出异常，你可以捕获这些异常并进行处理：

try:
  invalid_ip = ipaddress.ip_address('192.168.1.300')  # 无效的IP地址
except ValueError as e:
  print(f"创建IP地址失败：{e}")