Нахождение IP-адреса и маски подсети (№ 13). Часть 2

Для решения задач нам понадобится несколько базовых функций и свойств.

1. ip_address() — создание объекта IP-адреса

from ipaddress import ip_address

addr = ip_address(‘192.168.1.1’)
print(addr)           # 192.168.1.1
print(int(addr))        # 3232235777 (числовое представление)

2. ip_network() — создание объекта сети

Это главная функция для решения задач. Она принимает строку с IP и маской (в формате 4 октетов или десятичном) и возвращает объект сети.

from ipaddress import ip_network

# Способ 1:

net = ip_network(‘192.168.1.0/24’, False)

# Способ 2: IP и маска через слеш

net = ip_network(‘192.168.1.10/255.255.255.0’, False)

# Способ 3: IP и маска через f-строку

ip = ‘192.168.1.10’
mask = ‘255.255.255.0’
net = ip_network(f'{ip}/{mask}’, False)

Параметр False очень важен. Он позволяет создать сеть, даже если передан не адрес сети, а адрес узла (как часто бывает в условии задачи).

3. Основные атрибуты объекта сети

4. Перебор узлов в сети

from ipaddress import ip_network

net = ip_network(‘192.168.1.0/29’, False)

for host in net:

print(host) # будут выведены в том числе сетевой и широковещательный адреса 

5. Метод hosts() — перебор адресов узлов

from ipaddress import ip_network

net = ip_network(‘192.168.1.0/29’, False)

for host in net.hosts():

print(host)

# Вывод: 192.168.1.1, 192.168.1.2, …, 192.168.1.6

hosts() возвращает только адреса узлов (исключая адрес сети и широковещательный). Это удобно, когда нужно найти, например, минимальный или максимальный адрес в сети, который можно назначить компьютеру (сетевой и широковещательный назначать нельзя).

Важное исключение: для масок /31 и /32 поведение меняется — они возвращают все адреса, включая сетевой.

6. Доступ к адресам по индексу

Объект IPv4Network ведёт себя как список, хранящий адреса: можно обращаться к адресам по индексу.

python

from ipaddress import ip_network

net = ip_network(‘192.168.1.0/24’, False)

print(net[0])   # адрес сети — 192.168.1.0
print(net[1])    # первый доступный узел — 192.168.1.1
print(net[-1])   # широковещательный адрес — 192.168.1.255
print(net[-2])   # последний доступный узел — 192.168.1.254

Чтобы найти минимальный или максимальный адрес в сети, не нужно ничего вычислять вручную.

7. Перебор масок

from ipaddress import ip_network

for mask in range(33):

net = ip_network(f’192.168.1.0/{mask}’, False)

print(net) 

Когда не дана маска и необходимо найти такую, при которой выполняется определённое условие, можно перебирать количество единиц в маске от 0 до 32 включительно и далее в цикле анализировать получившуюся сеть.

Задача 1

В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. При этом в маске сначала (в старших разрядах) стоят единицы, а затем с некоторого места — нули. Обычно маска записывается по тем же правилам, что и IP-адрес, — в виде четырёх байтов, причём каждый байт записывается в виде десятичного числа. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному IP-адресу узла и маске.

Например, если IP-адрес узла равен 231.32.255.131, а маска равна 255.255.240.0, то адрес сети равен 231.32.240.0.

Для узла с IP-адресом 98.162.75.91 адрес сети равен 98.162.75.64. Чему равно наименьшее количество возможных адресов в этой сети?

Задача 2

В терминологии сетей TCP/IP маской сети называют двоичное число, которое показывает, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу узла в этой сети. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному адресу узла и маске сети.

Узлы с IP-адресами 193.45.192.104 и 193.45.206.210 находятся в разных сетях. Укажите наименьшее возможное значение третьего слева байта маски этой сети. Ответ запишите в виде десятичного числа.

Задача 3

В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному адресу узла и маске сети.

Сеть задана IP-адресом 242.67.112.134 и маской сети 255.255.255.192. Сколько в этой сети IP-адресов, для которых в двоичной записи IP-адреса суммарное количество единиц в левых двух байтах не менее суммарного количества единиц в правых двух байтах?

В ответе укажите только число.

Задача 4

В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному адресу узла и маске сети.

Сеть задана IP-адресом 255.112.1.136 и маской сети 255.255.Х.0, где Х — число, заданное в диапазоне от 0 до 255. Определите минимальное значение Х, для которого для всех IP-адресов этой сети в двоичной записи IP-адреса суммарное количество единиц в левых двух байтах не менее суммарного количества единиц в правых двух байтах. В ответе укажите только число.

Задача 5

В терминологии сетей TCP/IP маской сети называется двоичное число, определяющее, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети. При этом в маске сначала (в старших разрядах) стоят единицы, а затем с некоторого места — нули. Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к заданному IP-адресу узла и маске.

Например, если IP-адрес узла равен 231.32.255.131, а маска равна 255.255.240.0, то адрес сети равен 231.32.240.0.

Узел с IP-адресом 121.96.174.205 принадлежит сети, в которой 10 IP-адресов, двоичная запись которых содержит ровно 12 единиц. Сколько единиц содержится в двоичной записи маски этой сети?

Модуль ipaddress значительно упрощает решение задач № 13. Вместо ручных вычислений можно перебирать варианты, проверять условия и быстро находить ответ.

Такой подход особенно полезен на этапе подготовки: он помогает лучше понять структуру задач и проверить свои решения. Однако на экзамене важно уметь решать задания и без кода, поэтому оптимальная стратегия — сочетать оба подхода: аналитический и программный.