使用Python检测局域网内IP地址使用情况

Posted 2020-10-22 donlin-zhang

　　在测试环境搭建的过程中，经常需要给服务器分配静态IP地址，由于不清楚当前局域网内部哪些IP地址是空闲的，所以经常需要一个一个的去试，才能找到一个可用的IP。在之前的一家公司工作的时候，用到过一个检测IP使用情况的工具，但是属于内部工具，无法获取到。于是乎便想，何不自己开发一个呢？

　　说做便做，开发环境使用的是Python3.6+PyQt5. 如果你的环境不一样，可能会运行失败。

　　源码地址：https://github.com/donglin-zhang/easyPing--python3.6

　　1、界面设计

　　界面用QtDesigner来画的，先来一张原型图如下，每次只能测试一个网段的IP占用情况，0-255个小窗格用来显示IP地址的使用情况，默认为灰色，程序执行后，IP地址已使用的显示绿色，IP地址未被使用的显示红色。

　　

　　做界面的时候，255个小窗格画起来实在是要人命，于是就仅画出了窗口框架，将UI文件转成Python源码后，自己手动编写代码来实现255窗格布局。代码片段如下：

　　　　 self.gridlayout = QtWidgets.QGridLayout(self.widget1)
        self.gridlayout.setContentsMargins(0, 0, 0, 0)
        self.gridlayout.setObjectName("gridlayout")
        self.gridlayout.setSpacing(7)

        self.label_list = []
        list_index = 0
        for i in range(1, 17):
            for j in range(1, 17):
                label = QtWidgets.QLabel(self.widget1)
                label.setMinimumSize(QtCore.QSize(32, 15))
                label.setStyleSheet("background-color: rgb(203, 203, 203);")
                label.setAlignment(QtCore.Qt.AlignCenter)
                label.setText(QtCore.QCoreApplication.translate("MyPing", str(list_index)))
                self.label_list.append(label)
                self.gridlayout.addWidget(label, i-1, j-1, 1, 1)
                list_index += 1

 

　　2、ping功能实现

　　ping的实现方法有多种，最常用的当然是通过调用系统自带的ping功能来实现。

　　Python来执行系统命令的方式有os.system(), os.popen(), subprocess等方法，在Python3.6的手册中表明，subprocess模块是用来替代os.system等函数的。因此我们也使用subprocess模块来调用ping

　　python3.5中，subprocess增加了一个run函数，run函数创建有一个子进程来运行需要执行的命令，返回一个CompletedProcess实例，该函数基本上可以处理所有的应用场景，run是对subprocess.Popen的一层封装。

       python3.5以下可以使用subprocess.call(), subprocess.check_call()等函数来实现相同的功能，具体可查阅Python手册

def get_ping_result(self, ip):
    ‘‘‘
    检查对应的IP是否被占用
    ‘‘‘
    cmd_str = "ping {0} -n 1 -w 600".format(ip)
    DETACHED_PROCESS = 0x00000008   # 不创建cmd窗口
    try:
        subprocess.run(cmd_str, creationflags=DETACHED_PROCESS, check=True)  # 仅用于windows系统
    except subprocess.CalledProcessError as err:
        self._ping_signal.emit(False, ip)
    else:
        self._ping_signal.emit(True, ip)

    说明：

　　在默认情况下，使用subprocess.run()执行ping命令的时候，会弹出一个cmd窗口，当256个线程一起运行的时候，满屏的窗口，想想都很酸爽。。。

       在windows系统下，可以传入creationflags参数来使subprocess创建的子进程不生成console

　　参考链接：https://stackoverflow.com/questions/7006238/how-do-i-hide-the-console-when-i-use-os-system-or-subprocess-call

　　check参数为True时，函数将检测执行结果是否为0（此处0表示执行成功），非零则抛出异常。

    3、多线程

        在使用pyqt进行GUI编程的时候，如果涉及到需要长时间后台运行的操作，一般需要使用多线程的方式，否则界面会阻塞，直到后台运行结束，造成程序卡死的假象。

       在本程序实现，要实现256个地址的ping操作，如果单线程操作，肯定半天也无法得到结果，因此我们为每一个IP地址分配一个线程，最多256线程并发运行，1~2秒的时间即可得到整个网段的IP地址占用情况

       多线程实现核心代码如下：

def start_ping(self):
    ‘‘‘
    启动多线程
    ‘‘‘
    self.reset_ui()
    startip = self.ui.startIP.text().split(‘.‘)
    endip = self.ui.endIP.text().split(‘.‘)
    tmp_ip = startip

    pthread_list = []
    for i in range(int(startip[3]), int(endip[3]) + 1):
        tmp_ip[3] = str(i)
        ip = ‘.‘.join(tmp_ip)
        pthread_list.append(threading.Thread(target=self.get_ping_result, args=(ip,)))
    for item in pthread_list:
        item.setDaemon(True)
        item.start()

       

    子线程通过发射信号的方式来通知主程序执行结果，最终主程序根据运行结果渲染界面。

    全部源码可到GitHub下载，链接见文章头部。