Python: полный обзор инструментов для работы с сетевыми адресами

Продвинутые примеры использования IP адресов в Python.

1. Генерация списка всех IP адресов в заданном диапазоне

import ipaddress

def generate_ips(start, end):
    start_int = int(ipaddress.IPv4Address(start))
    end_int = int(ipaddress.IPv4Address(end))
    for ip_int in range(start_int, end_int + 1):
        yield ipaddress.IPv4Address(ip_int)

ips = list(generate_ips('192.168.1.1', '192.168.1.5'))
for ip in ips:
    print(ip)

192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
192.168.1.5

Такой генератор позволяет обойти ограничения по памяти для больших диапазонов.

2. Сравнение двух подсетей на вложенность

import ipaddress

net1 = ipaddress.IPv4Network('10.0.0.0/16')
net2 = ipaddress.IPv4Network('10.0.1.0/24')
print('net2 является частью net1:', net2.subnet_of(net1))
print('net1 является частью net2:', net1.subnet_of(net2))

net2 является частью net1: True
net1 является частью net2: False

Метод subnet_of появился в Python 3.7. Для более старых версий необходимо писать собственную проверку.

3. Работа с IPv6 адресами и подсетями

import ipaddress

ipv6_addr = ipaddress.IPv6Address('2001:db8::1')
net = ipaddress.IPv6Network('2001:db8::/32')
print('Адрес:', ipv6_addr)
print('Сеть:', net)
print('Адрес в сети:', ipv6_addr in net)
# Сокращённая запись
print('Сокращённый адрес:', ipv6_addr.compressed)

Адрес: 2001:db8::1
Сеть: 2001:db8::/32
Адрес в сети: True
Сокращённый адрес: 2001:db8::1

IPv6 адреса поддерживаются всеми методами, аналогичными IPv4. Следует помнить, что длина сети для IPv6 обычно кратна 4.

4. Проверка принадлежности адреса к нескольким подсетям (наборы подсетей)

import ipaddress

def in_any_network(ip, networks):
    addr = ipaddress.IPv4Address(ip)
    for net in networks:
        if addr in net:
            return True
    return False

networks = [
    ipaddress.IPv4Network('192.168.0.0/16'),
    ipaddress.IPv4Network('10.0.0.0/8')
]

print(in_any_network('10.10.10.10', networks))  # True
print(in_any_network('172.16.0.1', networks))   # False

True
False

Можно использовать any() для краткой записи: any(addr in net for net in networks).

5. Сериализация и десериализация IP объектов в JSON

import ipaddress
import json

class IPEncoder(json.JSONEncoder):
    def default(self, obj):
        if isinstance(obj, (ipaddress.IPv4Address, ipaddress.IPv6Address)):
            return str(obj)
        if isinstance(obj, (ipaddress.IPv4Network, ipaddress.IPv6Network)):
            return str(obj)
        return super().default(obj)

data = {
    'ip': ipaddress.IPv4Address('8.8.8.8'),
    'network': ipaddress.IPv4Network('8.8.8.0/24')
}

json_str = json.dumps(data, cls=IPEncoder)
print(json_str)

{"ip": "8.8.8.8", "network": "8.8.8.0/24"}

Обратное преобразование выполняется путём разбора строки и вызова ipaddress.IPv4Address(s).

6. Использование модуля socket для проверки доступности порта (не совсем IP адрес, но смежное)

import socket

def is_port_open(ip, port, timeout=2):
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.settimeout(timeout)
    result = sock.connect_ex((ip, port))
    sock.close()
    return result == 0

print('Порт 80 на 8.8.8.8 открыт?', is_port_open('8.8.8.8', 80))

False (или True в зависимости от сети)

Этот метод может давать ложные результаты при блокировке ICMP или наличии firewall.

7. Быстрое вычисление broadcast адреса

import ipaddress

net = ipaddress.IPv4Network('10.0.0.0/24')
print('Broadcast:', net.broadcast_address)

# Для /32 адресов broadcast совпадает с самим адресом
net32 = ipaddress.IPv4Network('10.0.0.1/32')
print('Broadcast для /32:', net32.broadcast_address)

Broadcast: 10.0.0.255
Broadcast для /32: 10.0.0.1

Атрибут broadcast_address доступен только для IPv4 сетей; для IPv6 используется multicast.