Введение в модуль ip-адресов¶

Примечание по версиям IP¶

Для читателей, которые не очень хорошо знакомы с IP-адресацией, важно знать, что интернет-протокол (IP) в настоящее время находится в процессе перехода с версии 4 протокола на версию 6. Этот переход происходит во многом из-за того, что версия 4 протокола не предоставляет достаточного количества адресов для удовлетворения потребностей всего мира, особенно учитывая растущее число устройств с прямым подключением к Интернету.

Объяснение деталей различий между двумя версиями протокола выходит за рамки данного введения, но читатели должны, по крайней мере, знать, что эти две версии существуют, и иногда будет необходимо принудительно использовать ту или иную версию.

IP-адреса хостов¶

Адреса, часто называемые «адресами хостов», являются самой базовой единицей измерения при работе с IP-адресацией. Самый простой способ создания адресов - использовать заводскую функцию ipaddress.ip_address(), которая автоматически определяет, создавать ли адрес IPv4 или IPv6 на основе переданного значения:

>>> ipaddress.ip_address('192.0.2.1')
IPv4Address('192.0.2.1')
>>> ipaddress.ip_address('2001:DB8::1')
IPv6Address('2001:db8::1')

Адреса также могут быть созданы непосредственно из целых чисел. Предполагается, что значения, которые укладываются в 32 бита, являются адресами IPv4:

>>> ipaddress.ip_address(3221225985)
IPv4Address('192.0.2.1')
>>> ipaddress.ip_address(42540766411282592856903984951653826561)
IPv6Address('2001:db8::1')

Чтобы принудительно использовать адреса IPv4 или IPv6, можно напрямую вызвать соответствующие классы. Это особенно полезно для принудительного создания адресов IPv6 для небольших целых чисел:

>>> ipaddress.ip_address(1)
IPv4Address('0.0.0.1')
>>> ipaddress.IPv4Address(1)
IPv4Address('0.0.0.1')
>>> ipaddress.IPv6Address(1)
IPv6Address('::1')

Определение сетей¶

Адреса хостов обычно объединяются в IP-сети, поэтому ipaddress предоставляет возможность создавать сетевые определения, проверять их и манипулировать ими. Объекты IP-сети создаются из строк, которые определяют диапазон адресов хостов, входящих в эту сеть. Простейшей формой для этой информации является пара «сетевой адрес/сетевой префикс», где префикс определяет количество начальных битов, которые сравниваются, чтобы определить, является ли адрес частью сети, а сетевой адрес определяет ожидаемое значение этих битов.

Что касается адресов, то предусмотрена заводская функция, которая автоматически определяет правильную версию IP-адреса:

>>> ipaddress.ip_network('192.0.2.0/24')
IPv4Network('192.0.2.0/24')
>>> ipaddress.ip_network('2001:db8::0/96')
IPv6Network('2001:db8::/96')

Для сетевых объектов не могут быть установлены какие-либо биты хоста. Практический эффект этого заключается в том, что 192.0.2.1/24 не описывает сеть. Такие определения называются объектами интерфейса, поскольку обозначение ip-on-a-network обычно используется для описания сетевых интерфейсов компьютера в данной сети и более подробно описано в следующем разделе.

По умолчанию попытка создать сетевой объект с установленными битами хоста приведет к появлению ValueError. Чтобы запросить обнуление дополнительных битов, конструктору можно передать флаг strict=False:

>>> ipaddress.ip_network('192.0.2.1/24')
Traceback (most recent call last):
   ...
ValueError: 192.0.2.1/24 has host bits set
>>> ipaddress.ip_network('192.0.2.1/24', strict=False)
IPv4Network('192.0.2.0/24')

Хотя строковая форма обеспечивает значительно большую гибкость, сети также могут быть определены целыми числами, как и адреса хостов. В этом случае считается, что сеть содержит только один адрес, обозначенный целым числом, поэтому префикс сети включает в себя весь сетевой адрес:

>>> ipaddress.ip_network(3221225984)
IPv4Network('192.0.2.0/32')
>>> ipaddress.ip_network(42540766411282592856903984951653826560)
IPv6Network('2001:db8::/128')

Как и в случае с адресами, создание определенного типа сети может быть принудительным путем прямого вызова конструктора класса вместо использования заводской функции.

Интерфейсы хоста¶

Как упоминалось чуть выше, если вам нужно описать адрес в конкретной сети, то ни адреса, ни сетевых классов недостаточно. Обозначение типа 192.0.2.1/24 обычно используется сетевыми инженерами и людьми, которые пишут инструменты для брандмауэров и маршрутизаторов, как сокращение от «хост 192.0.2.1 в сети 192.0.2.0/24», соответственно, ipaddress обеспечивает набор гибридных классов, которые связывают адрес с определенной сетью. Интерфейс для создания идентичен интерфейсу для определения сетевых объектов, за исключением того, что адресная часть не ограничена сетевым адресом.

>>> ipaddress.ip_interface('192.0.2.1/24')
IPv4Interface('192.0.2.1/24')
>>> ipaddress.ip_interface('2001:db8::1/96')
IPv6Interface('2001:db8::1/96')

Принимаются целочисленные входные данные (как и в случае с сетями), и использование определенной версии IP может быть принудительным путем прямого вызова соответствующего конструктора.