Знакомство с модулем ipaddress¶

Замечание о версиях IP¶

Для читателей, не особо знакомых с IP-адресацией, важно знать, что в настоящее время интернет-протокол (IP) находится в процессе перехода от версии 4 протокола к версии 6. Этот переход происходит в основном потому, что четвертая версия протокола не обеспечивает 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 хотя бы 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 основной единицей при работе с IP-адресацией. Самый простой способ создания адресов - это использование функции фабрики ipaddress.ip_address(), которая автоматически определяет, какой адрес создать - 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. Значения, которые помещаются в 32 бита, считаются 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 вызывать соответствующие классы. Это особенно полезно для принудительного создания IPv6-адресов 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 группируются в IP-сети, поэтому ipaddress предоставляет возможность создавать, проверять и манипулировать определениями сетей. Объекты IP-сети строятся из строк, которые определяют диапазон адресов хостов, входящих в эту сеть. Простейшей формой для этой информации является пара «адрес сети/префикс сети», где префикс определяет количество ведущих битов, которые сравниваются для определения того, является ли адрес частью сети, а адрес сети определяет ожидаемое значение этих битов.

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

>>> 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')

Сетевые объекты не могут иметь установленных битов хоста. Практический эффект этого заключается в том, что 192.0.2.1/24 не описывает сеть. Такие определения называются интерфейсными объектами, поскольку нотация ip-on-a-network обычно используется для описания сетевых интерфейсов компьютера в данной сети, и описываются далее в следующем разделе.

По умолчанию попытка создать сетевой объект с установленными битами хоста приводит к выдаче сообщения ValueError. Чтобы запросить принудительное обнуление дополнительных битов, в конструктор 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 можно задавать целыми числами, как и адреса хостов. В этом случае считается, что сеть содержит только один адрес, обозначенный целым числом, поэтому префикс сети включает весь адрес сети:

>>> 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 вида сети можно принудительно вызвать конструктор класса напрямую вместо использования функции фабрики.

Интерфейсы хоста¶

Как уже упоминалось выше, если вам нужно описать адрес в конкретной сети, то ни адреса, ни классов сети недостаточно. Нотация 192.0.2.1/24 обычно используется сетевыми инженерами и людьми, которые пишут инструменты для брандмауэров и маршрутизаторов, как сокращение для «хоста 192.0.2.1 в сети 192.0.2.0/24». Соответственно, ipaddress предоставляет набор гибридных классов, которые связывают адрес с определенной сетью. Интерфейс для создания идентичен интерфейсу для определения сетевых объектов, за исключением того, что часть адреса 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 входы (как и в случае сетей), а использование определенной версии IP может быть принудительным путем прямого вызова соответствующего конструктора.