Python - 计算 IP 范围内 IP 的最佳方法

Question

我有一个 python 脚本，它从 arp 表中获取所有 IP 并将其分配给一个变量。我有 for 循环创建另外两个变量 start_IP 包含子网的第一个 IP 和 last_IP 包含同一子网中的最后一个 IP。对于每个循环，我将有一个不同的开始和最后一个 IP。

我正在尝试检查包含所有 IP 的变量，并查看每个子网中有多少 IP。

最好的方法是什么？这是一个硬编码的示例： 计数 = 0

arps = ['10.20.30.130','10.20.30.131','10.20.30.132', '10.20.30.133', 
'10.20.30.136', '10.20.30.137', '10.20.30.138', '10.20.30.139', '10.20.30.140', '10.20.30.141', '10.20.30.143', '10.20.30.149']
 start_ip = "10.20.30.132"
 end_ip = "10.20.30.142"
 count = 0      
 for arp in arps:
    if arp >= start_ip and arp <= end_ip:
        count = count + 1
        print count
    else:
        continue

 print "Count: ", count

有没有更好更快的方法来做到这一点？

Answer 1

两种方式。简单的方法：

IP 地址逐个八位字节进行比较。有趣的是，Python 列表逐个元素进行比较。因此，如果您只是将 IP 地址按点拆分并将列表映射到int，您可以正确比较它们。

更简单的方法：

ipaddress.ip_address 是可比较的，只要比较的地址是相同的版本（IPv4 或 IPv6）。

但是，字符串比较不能提供正确的 IP 地址顺序：

'1.12.1.1' < '1.2.1.1'
# => True (should be False)

除了这些问题，您的代码都很好。可以写得更简洁：

import ipaddress
arps = ['10.20.30.130','10.20.30.131','10.20.30.132', '10.20.30.133', 
    '10.20.30.136', '10.20.30.137', '10.20.30.138', '10.20.30.139', 
    '10.20.30.140', '10.20.30.141', '10.20.30.143', '10.20.30.149']
start_ip = "10.20.30.132"
end_ip = "10.20.30.142"

start_ip_ip = ipaddress.ip_address(start_ip)
end_ip_ip = ipaddress.ip_address(end_ip)

sum(1 for ip in arps if start_ip_ip <= ipaddress.ip_address(ip) <= end_ip_ip)
# => 8

如果你特别想查看特定子网中的地址，你甚至不需要使用开始和结束地址，如果你知道子网规范：

ipaddress.ip_address('192.168.1.17') in ipaddress.ip_network('192.168.0.0/16')
# => True

Answer 2

我可以想到以下两种解决方案。方法一的时间复杂度为O(N)，方法二的时间复杂度为O(Nlog N)。正如 Amadan 所建议的，IP 地址需要事先进行预处理。

import bisect

arps = ['10.20.30.130','10.20.30.131','10.20.30.132', '10.20.30.133', 
'10.20.30.136', '10.20.30.137', '10.20.30.138', '10.20.30.139', '10.20.30.140', '10.20.30.141', '10.20.30.143', '10.20.30.149']
start_ip = "10.20.30.132"
end_ip = "10.20.30.142"

# Padding zeros to the IP addresses to make sure they are directly comparable
def padding(s):
    return s.zfill(3)

arps = [".".join(list(map(padding, x.split(".")))) for x in arps]
start_ip = ".".join(list(map(padding, start_ip.split("."))))
end_ip   = ".".join(list(map(padding, end_ip.split("."))))

# Method 1: Pythonic one-liner
print(sum(start_ip <= x <= end_ip for x in arps))

# Method 2: Sort and binary search
def find_lt(a, x):
    i = bisect.bisect_right(a, x)
    if i:
        return i - 1
    else:
        return 0

def find_gt(a, x):
    i = bisect.bisect_right(a, x)
    if i != len(a):
        return i
    else:
        return i

arps.sort()
print(find_gt(arps, end_ip) - find_lt(arps, start_ip))