【netaddr系列】用python助力你处理网段 |
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【netaddr系列】用python助力你处理网段
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【netaddr系列】用python助力你处理网段 上一节分享中我们简单介绍了netaddr，以及如何在netaddr中定义操作一个IP地址。 本节分享，我们将来介绍netaddr的IPNetwork这个类，它是对网络地址段的定义和操作的一个工具类。可以以非常灵活的方式定义网段，获取网段的一些常用信息，同时可以和网络地址与网段进行一些包含关系的运算。 话不多说，咱们马上开始。 netaddr中的IPNetworkIPNetwork objects are used to represent subnets, networks or VLANs that accept CIDR prefixes and netmasks. IPNetwork对象用来表示子网、网络以及CIDR格式、普通掩码格式的VLAN。 IPNetwork的定义网段的几种方式它支持的种类非常多，比如192.168.1.1/24这种格式，192.168.1.0/24也可以，192.168.1.0/255.255.255.0也支持，ACL中的反掩码也ok。一接下来我们一个个过一下 无掩码信息或者网段信息，使用默认的32位掩码from netaddr import IPNetwork if __name__ == '__main__': # IP v4 network ip_network = IPNetwork('192.168.1.1') # 默认掩码255.255.255.255或者是32 print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式
image-20210316062806835 掩码表达方式cidr的prefix方式个人而言，用cidr前缀的掩码表示方式，更加简短直观， ip_network = IPNetwork('192.1.0.29/25') print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式
image-20210316064757135 netmask方式在一些网络配置上，我们看到的这种点分十进制的netmask表示方法比较多，netaddr是兼容这种表达方式的，但netaddr也是在底层使用cidr的prefix掩码表达方式进行了统一。 # IP v4 network with netmask ip_network = IPNetwork('192.168.1.0/255.255.255.0') print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式
image-20210316064656063 关于主机位在python的ipaddress中192.168.1.1/24定义一个IP netwrok是会报错的，因为这实际上是一个网络接口的定义方式，换句话说这个IP network不纯粹，它包含了主机位。但是在netaddr中，这种表示方式是合法的，它兼容了严格的网络地址段的定义，和这种包含了主机位的网段的定义。 netaddr在底层记录了那些核心的信息实际上它存储了三种信息： IP 地址，存储的是一个整数，有无主机位均可IP的版本，v4还是v6the CIDR prefix bitmask，一个CIDR表示方法下的前缀掩码在获取网段信息的时候，对于1而言，是一个严格的网段和一个网络接口上的地址都是可以接受的，因为后续的信息足够还原一个网段，同时它还能保留主机位信息，这个我们要和python自带的ipadress区别开，也要和IPy的网段定义区别开。ipaddress有专门的ip interface的类来表示此类信息 所以在做一些IP地址规划的时候，如果要严格起来，有两种方案： 用IPy或者ipadress里的IPNetwork对应的对象类，如果报错，说明这个网段不纯粹，包含主机位。用netaddr，然后取出网络位和掩码位，网络位与当时初始化的IP地址比较，相同，则是严格的网段。我们再举个例子 这个IP段中没有主机位 # IP v4 network with cidr prefix netmask ip_network = IPNetwork('192.1.0.29/25') print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式 print(repr(ip_network.network)) #网络位，会根据IP地址和掩码计算出网络位 print(repr(ip_network.netmask)) # 返回一个掩码是IPAdress类，如果想用字符串，必须强制转str，或者是所在的函数比如format会自动调用__str__方法 print(repr(ip_network.prefixlen),type(repr(ip_network.prefixlen))) # 返回的掩码的字符串 print(repr(ip_network.ip)) # 返回的是我们传入的主机位
image-20210320091502370 执行结果
image-20210320091545963 我们换一个带主机位的地址去试试 # IP v4 network with cidr prefix netmask ip_network = IPNetwork('192.1.0.29/25') print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式 print(repr(ip_network.network)) #网络位，会根据IP地址和掩码计算出网络位 print(repr(ip_network.netmask)) # 返回一个掩码是IPAdress类，如果想用字符串，必须强制转str，或者是所在的函数比如format会自动调用__str__方法 print(repr(ip_network.prefixlen),type(repr(ip_network.prefixlen))) # 返回的掩码的字符串 print(repr(ip_network.ip)) # 返回的是我们传入的主机位
image-20210320091346356 执行结果
image-20210320091408674 当然，我们有办法规避这个问题，IPNetwork在初始化的时候有一个参数，是flags，意思是如何计算它的主机位，有一种方式是NOHOST，就是去除主机位 我们在开始的时候引入from netaddr.core import N,NOHOST这两个是等价的 然后调用的时候 # IP v4 network with cidr prefix netmask ip_network = IPNetwork('192.1.0.29/25',flags=N) print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式 print(repr(ip_network.network)) #网络位，会根据IP地址和掩码计算出网络位 print(repr(ip_network.netmask)) # 返回一个掩码是IPAdress类，如果想用字符串，必须强制转str，或者是所在的函数比如format会自动调用__str__方法 print(repr(ip_network.prefixlen),type(repr(ip_network.prefixlen))) # 返回的掩码的字符串 print(repr(ip_network.ip)) # 返回的是我们传入的主机位
image-20210320091847044 运行一下看结果
image-20210320091903648 目前为止，我没有找到一种比较严格的方式，在这个网段中包含主机位的时候报出错来。所以在我们自己设计IPAM的时候，我相关环节用的还是ipadress和IPy相关对象。如果大家没有这种场景，便可以忽略，或者自己写个函数，判断一下都可以。这种方式表示一些3层接口等的时候还是比较方便的 其他几种表示方式
image-20210320094305142 支持反掩码，支持简写。 IPNetwork的几个重要属性IPNetwork的几个重要属性，我们刚才有讲过 现在从头给大家捋捋，我能想到的，或者用过的 from netaddr import IPNetwork if __name__ == '__main__': ip_network = IPNetwork('192.1.0.0/24') print(ip_network) # __str__方法返回的是字符串表达形式 cidr的表达方式 print(repr(ip_network)) # __repr__方法是类名称内包裹cidr的表达方式 print(repr(ip_network.network)) #网络位，会根据IP地址和掩码计算出网络位 print(repr(ip_network.netmask)) # 返回一个掩码是IPAdress类，如果想用字符串，必须强制转str，或者是所在的函数比如format会自动调用__str__方法 print(repr(ip_network.prefixlen),type(repr(ip_network.prefixlen))) # 返回的掩码的字符串 print(repr(ip_network.ip)) # 返回的是我们传入的主机位 print(ip_network.first) # 取第一个地址的整数形式 print(ip_network.last) # 取最后一个地址的整数形式，这两个如果放到数据库里用数字比较，计算归属非常快 print(ip_network.cidr, type(ip_network.cidr)) # cidr字符互形式
image-20210320094129959 结果
image-20210320094155052 判断IP地址或者网段之间的归属关系其实非常简单，用in操作即可 网段、IP 可以和网段进行一个in操作来判断前者是否归属于后者或者简单点，IP地址直接来初始化IPNetwork也行（毕竟会自动掩32位，就是一个IP地址）。
image-20210320095033646 结果
image-20210320095055170 我们换一个IP地址试试
image-20210320095117079 结果
image-20210320095129088 第一个IPNetwork换成IPAdress去初始化判断也是没问题的。
image-20210320095325499 以上再进行HW的时候，经常来判断一个地址是否命中某策略（一个地址段），或者判断属于哪个Vlan，属于哪个地址规划（前提是你手头有地址规划），非常适合使用。相关的规划或者归属，可以从某些平台的API导出，或者是从设备上采集解析出来后保存。 之前咱们也聊过，用IP地址的int方式来和网段的起止int形式比较，会特别快，大家也可以自己试试，如果有DB，就不用for循环了，或者自己办法用一些特殊的包和对象来进行这个比较过程。 总结今天简单的和大家简介了IPNetwork的使用，也是简单的讲讲，最后讲到了地址的归属和网段的包含关系，后续还有很多，比如网段的划分和合并，或者一些连续网段的操作等等。且等下期，今天就分享到这里。 限于本人的网络水平有限，有一些专业术语可能表述有误，欢迎大家斧正。但整体使用阅读应该是没什么问题的。 最后同名知乎专栏和微信公众号：NetDevOps加油站，欢迎你的加入！
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