如何获取python中网络的所有子网ID？

Question

尝试创建一个函数，返回所有可能的子网ID的列表，给定网络ID、子网掩码、默认掩码、感兴趣的八进制和神奇的数字。在函数内部，我觉得这个类子网掩码也必须使用，但似乎可以编写一个有用的过程。

def getAllSubnet(networkID, SubnetMask, classfulSubnetMask, octetInterest, magicNumber):
    classfulSubnetMask = classfulSubnetMask.split('.')
    SubnetMask = SubnetMask.split('.')
    allSubnet = []
    for _ in range(0, int(SubnetMask[octetInterest-1]), magicNumber):
        networkID = networkID.split('.')
        networkID[octetInterest-1] = str(int(networkID[octetInterest-1])+magicNumber)
        networkID = '.'.join(networkID)
        allSubnet.append(networkID)
    return allSubnet

networkID = '16.0.0.0'
subnetRequested = '500'
classfulSubnetMask = '255.0.0.0'
subnetMask = '255.255.128.0'
octetInterest = 3
magicNumber = 128

print(getAllSubnet(networkID, subnetMask, classfulSubnetMask, octetInterest, magicNumber))

Answer 1

网络与主机ID的解释

通常有两种类型的IPv4寻址方法，classful和classful。由于您的示例包含有关类子网的信息，我将假设您希望计算出给定IPv4类和子网掩码的子网的可能数量。如果你在找别的东西，我可以根据需要编辑答案。

在处理IPv4地址时，有5个类(A、B、C、D、E)。每个类在IP地址的第一个八进制(前8位)中确定。

您可以在这里阅读有关确定IPv4类的更多信息：https://www.tutorialspoint.com/ipv4/ipv4_address_classes.htm

应该注意的是，在现实世界的场景中不再使用经典IP地址。

尽管如此，考虑到您提供的示例，这里是如何分解这些信息的。

首先是“类子网掩码”，它将用于确定IP地址的多少位构成类。用于该类的任何位都不能用于子网或主机ID(主机ID是网络上的实际单个节点)。

然后是“子网掩码”，它告诉您哪些位构成了您的子网ID与您的主机ID。

最后，您有您的“网络ID”，它显示了将用于所有子网和主机ID的实际前缀。如下：

类子网掩码： 255.0.0.0 (二进制Rep: 111111.00000000.00000000.00000000)

子网掩码： 255.255.128.0 (二进制记录:11111111111111.10000000.00000000)

网络ID: 16.0.0.0 (二进制请求:00010000.00000000.000000.000000.000000.00000000)

我们知道，由类子网掩码设置的位是为您的网络ID保留的(即不能由子网使用)，我们还知道子网掩码没有设置的位是为主机保留的(子网掩码末尾的最后15位)。

这意味着我们要计算出子网掩码中的1s中有多少是子网掩码的唯一，而不包括在您的类掩码中。在我们的示例中，十进制表示为‘0.255.128.0’，二进制表示为‘00000000.1111111110000000.00000000’。

因此，我们有9位子网寻址空间，如果取2^9，则得到512个可能的子网ID。然后，根据我们的网络ID 16.0.0.0，我们的子网ID从16.0.0.0到16.255.128.0不等。我们还知道每个子网可以有32,768台主机。例如，如果您的网络id和子网id等于16.0.0.0，那么主机的范围可以是16.0.0.1到16.0.127.255。

使用Python "ipaddress“库实现解决方案

使用python中的“ipaddress”库，我们可以很容易地解决查找所有可能的子网的问题。我将张贴示例代码，然后解释如下。

import ipaddress

# Here I've left your variables exactly as they were in case this format is a requirement.
networkID = '16.0.0.0'
subnetRequested = '500'
classfulSubnetMask = '255.0.0.0'
subnetMask = '255.255.128.0'
octetInterest = 3
magicNumber = 128

# Calculate how many 1's are set in the binary forms of both net masks
subnetMaskBits = bin(int(ipaddress.IPv4Address(subnetMask))).count("1")
classfulMaskBits = bin(int(ipaddress.IPv4Address(classfulSubnetMask))).count("1")

# Create an ip_network object using our network address and in CIDR notation
fullAddress = ipaddress.ip_network(networkID + "/" + str(classfulMaskBits))

# Print out all possible subnets against our fulladdress with subnet mask
output = list(fullAddress.subnets(prefixlen_diff=(subnetMaskBits-classfulMaskBits)))

# Print the addresses (note there are going to be a LOT of them)
print (output)

代码相对来说是直截了当的，但是有一些事情可能需要解释。首先，我们计算了1的数目，在这两种网络掩码二进制形式。然后，我们创建一个ip_network对象( python库的一部分)，并使用CIDR符号对其进行初始化。

CIDR代表无类域间路由，在现实世界中使用的是classful (我们在您的示例中使用的)。在这里，我们使用它只是因为它允许我们轻松地计算出子网ID。

CIDR表示法如下(16.0.0.0/8)，其中“/8”表示掩码中1的数目。因此，对于完整地址，我们从类子网掩码中传递1的数目，即8。

这个python库有一个名为“子网”的函数，它将完成您的问题所要求的功能。这里唯一需要知道的是“prefixlen_diff”参数。这个参数基本上是说为子网is保留了多少位。这将等于我们从子网掩码中减去的一流掩码中的1的数目(如上面所解释的)。

要更清楚地总结这一点：

网络IP地址： 16.0.0.0

级面具： 255.0.0.0 (111111.00000000.000000.00000000)

经典面具1：8

网络IP CIDR符号： 16.0.0.0/8

然后用于子网的：

子网掩码： 255.255.128.0 (11111111111111.10000000.00000000)

子网掩码中的1： 17

子网掩码特有的1：9 (00000000.11111111.10000000.00000000)

全部应用于这一行代码：

output = list(fullAddress.subnets(prefixlen_diff=(subnetMaskBits-classfulMaskBits)))

其中prefixlen_diff为9(17-8)，fullAddress为"16.0.0.0/8“。

我们使用list调用子网方法来迭代所有可能的子网ID。实际上，我们根本不需要octetInterest或magicNumber变量。

希望我回答了您想问的问题，但是如果您想要的是另一种输出，我可以根据需要编辑它。