python - Python 中的 ipaddress 模块如何处理 IP

Question

我被要求做一个应用程序来提供子网可能的主机总数，遗憾的是我不能使用 ipaddress从 Python 提供的模块，所以我需要编写自己的方法来检查和验证输入的数据
我的代码是这样的:

def IP_Validation(chk_IP_vaild):
    if chk_IP_vaild.count(".") == 3 and all(isIP(i) for i in chk_IP_vaild.split(".")):
        return True
    return False
        
def isIP(IP_String):
    try:
        return str(int(IP_String)) == IP_String and 0 <= int(IP_String) <= 255
    except:
        return False

def Calc_Networks(IP_One , IP_Two):
    if IP_Validation(IP_One) and IP_Validation(IP_Two):
        print (IP_One,IP_Two)
    else:
        print ("There is an error")


Calc_Networks("172.11.254.1", "172.1.254.")
Calc_Networks("172.11.254.1", "172.1.254.0")

输出

There is an error
172.11.254.1 172.1.254.0

但这只会检查输入的 IP 是否是 IPv4，所以我在互联网上搜索和检查解决方案，我遇到了这个:

import ipaddress
def calc_inclusive_subnet(ip1, ip2): #accepts 2 IP strings
    #make IP Address objects
    ip1_obj=ipaddress.IPv4Address(ip1)
    ip2_obj=ipaddress.IPv4Address(ip2)

    if ip1_obj<=ip2_obj:
        min_ip=ip1_obj
        max_ip=ip2_obj
    else:
        min_ip=ip2_obj
        max_ip=ip1_obj   
    distance = int(max_ip)-int(min_ip) #**
    return distance

print (calc_inclusive_subnet("192.168.1.0", "192.168.2.255"))

输出

511

我注意到如果我对使用 ipaddress 声明的两个 IP 进行减法运算模块它没有问题，所以我去了 Docs为了了解这个模块如何处理 IP，所以我可以使用类似的方法
使用代码 1 进行减法运算会出现以下错误:

def Calc_Networks(IP_One , IP_Two):
    if IP_Validation(IP_One) and IP_Validation(IP_Two):
        dis = int(IP_Two) - int(IP_One)
        return dis

输出是:

---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-154-9e53188ce6f1> in <module>
     16 
     17 
---> 18 print(Calc_Networks("172.11.254.1", "172.1.254.1"))
     19 Calc_Networks("172.11.254.1", "172.1.254.")

<ipython-input-154-9e53188ce6f1> in Calc_Networks(IP_One, IP_Two)
     12 def Calc_Networks(IP_One , IP_Two):
     13     if IP_Validation(IP_One) and IP_Validation(IP_Two):
---> 14         dis = int(IP_Two) - int(IP_One)
     15         return dis
     16 

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '172.1.254.1'

还有这些帖子 1 & 2帮不了我!
提前致谢

Answer 1

您的 Calc_Networks 的原因代码不起作用，但 calc_inclusive_subnet是在calc_inclusive_subnet一个 ipaddress.IPv4Address已传递给 int ，它有一个 __int__方法，并为您提供所需的东西。但是，您的代码只是将字符串表示形式传递给 int ，它尝试将 IP 地址解析为普通 int，"172.11.254.1"不是。
如果您不想使用 ipaddress您仍然可以实现一个函数来将 IP 地址解析为一个整数:

def parse_ip_to_int(ip_address):
    octets = ip_address.split('.')
    return int.from_bytes(map(int, octets), 'big')

上述函数拆分 ip_address成一个字符串列表，每个字符串对应一个八位字节的地址(所以对于 "172.11.254.1" ， ["172", "11", "254", "1"] )。然后我们使用 map将这些字符串转换为 int s。最后我们使用有用的 int.from_bytes ，这使我们可以将八位组的可迭代转换为一个大整数。这也可以通过循环和左移 8 位来实现。 int.from_bytes 的第二个参数, 'big' , 表示最重要的八位字节是第一个，这是 IPv4 地址的编码方式。
从这里我们现在可以正确实现您的 Calc_Networks功能。我通过使用 abs 对其进行了简化。确保我们获得的距离是正的，而不是像原始 calc_inclusive_subnet 中那样找到最小值和最大值.

def Calc_Networks(IP_One, IP_Two):
    if IP_Validation(IP_One) and IP_Validation(IP_Two):
        return abs(parse_ip_to_int(IP_One) - parse_ip_to_int(IP_Two))

与您的初始实现类似，如果验证失败，则 None被退回。最后一点，尽管我所展示的确实产生了与 calc_inclusive_subnet 相同的结果。您已经展示过，该函数所做的只是计算从起始地址到结束地址的地址数，但不包括结束地址。您想要的行为可能会有所不同。