Python ipaddress

Python 3标准库中的ipaddress模块是一个功能强大的工具，用于处理IPv4和IPv6地址以及网络的表示、解析和操作。它提供了一组类和函数，使得在处理IP地址时变得更加简单、直观且安全。本文将介绍ipaddress模块的主要功能，并演示一些代码示例，以帮助读者更好地理解其用法。

什么是ipaddress模块？

ipaddress模块是Python 3.3版本中引入的，旨在取代旧的socket模块中的IP地址处理功能。它不仅提供了对IPv4和IPv6地址的支持，而且支持CIDR（无类别域间路由）表示法，使得子网掩码和网络地址的处理更加方便。

IPv4和IPv6地址的表示

在ipaddress模块中，IPv4和IPv6地址都可以通过构造函数进行创建。IPv4地址使用点分十进制表示法（例如：192.168.0.1），IPv6地址使用冒号分隔的十六进制表示法（例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334）。

import ipaddress

# 创建IPv4地址
ipv4_address = ipaddress.IPv4Address('192.168.0.1')
print(ipv4_address)  # 输出：192.168.0.1

# 创建IPv6地址
ipv6_address = ipaddress.IPv6Address('2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334')
print(ipv6_address)  # 输出：2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

网络表示与子网掩码

ipaddress模块还提供了表示网络的类IPv4Network和IPv6Network。我们可以使用CIDR表示法来创建网络，并通过network_address属性获取网络地址，netmask属性获取子网掩码。

import ipaddress

# 创建IPv4网络
ipv4_network = ipaddress.IPv4Network('192.168.0.0/24')
print(ipv4_network)         # 输出：192.168.0.0/24
print(ipv4_network.network_address)  # 输出：192.168.0.0
print(ipv4_network.netmask)  # 输出：255.255.255.0

# 创建IPv6网络
ipv6_network = ipaddress.IPv6Network('2001:0db8:85a3::/64')
print(ipv6_network)         # 输出：2001:db8:85a3::/64
print(ipv6_network.network_address)  # 输出：2001:db8:85a3::
print(ipv6_network.netmask)  # 输出：ffff:ffff:ffff:ffff::

判断IP地址之间的包含关系

ipaddress模块允许我们检查两个IP地址是否属于同一个网络，或者一个网络是否包含另一个网络。

import ipaddress

# 判断IPv4地址是否在网络中
ipv4_address = ipaddress.IPv4Address('192.168.0.10')
ipv4_network = ipaddress.IPv4Network('192.168.0.0/24')
print(ipv4_address in ipv4_network)  # 输出：True

# 判断IPv6地址是否在网络中
ipv6_address = ipaddress.IPv6Address('2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334')
ipv6_network = ipaddress.IPv6Network('2001:0db8:85a3::/64')
print(ipv6_address in ipv6_network)  # 输出：True

遍历网络中的IP地址

ipaddress模块还允许我们遍历网络中的所有IP地址，这在某些情况下很有用，比如需要扫描某个网络内的所有主机。

import ipaddress

# 遍历IPv4网络中的所有IP地址
ipv4_network = ipaddress.IPv4Network('192.168.0.0/24')
for ip in ipv4_network:
    print(ip)
# 输出：
# 192.168.0.0
# 192.168.0.1
# 192.168.0.2
# ... （省略其他地址）

# 遍历IPv6网络中的所有IP地址
ipv6_network = ipaddress.IPv6Network('2001:0db8:85a3::/64')
for ip in ipv6_network:
    print(ip)
# 输出：
# 2001:db8:85a3::
# 2001:db8:85a3::1
# 2001:db8:85a3::2
# ... （省略其他地址）

ipaddress模块为Python提供了方便而强大的IP地址处理工具。通过它，我们可以轻松地创建、解析和操作IPv4和IPv6地址，还可以处理网络、子网掩码等。不仅如此，它还使得IP地址之间的包含关系判断和遍历网络中的IP地址变得简单。在网络编程、系统管理和安全领域，ipaddress模块都是一个非常实用的工具。

文中对Python ipaddress模块做了简要的介绍和代码演示，希望通过本文的讲解，您能够更好地了解和使用ipaddress模块，提升在IP地址处理方面的编程能力。