Python3 实现局域网 IP 的 ARP 查询
在进行网络编程时，ARP（地址解析协议）是一个重要的协议，它帮助我们将 IP 地址映射到 MAC 地址。本文将教你如何使用 Python3 实现局域网中的 IP 的 ARP 查询。在这篇文章中，首先我们将展示整体的流程，接着逐步讲解每一个步骤的代码实现及其意义。
步骤流程
我们将整个实现过程分为以下步骤：
| 步骤编号 | 步骤描述 |
|---|---|
| 1 | 导入必要的库 |
| 2 | 定义一个 ARP 查询类 |
| 3 | 创建 ARP 查询的功能 |
| 4 | 获取局域网 IP 地址范围 |
| 5 | 发起 ARP 请求并处理返回 |
| 6 | 输出查询结果 |
步骤详解与代码示例
步骤 1: 导入必要的库
在这个步骤中，需要导入一些模块以便于后续的操作。我们需要使用 scapy 模块来执行 ARP 查询。
from scapy.all import ARP, Ether, srp, conf
ARP: 用于创建 ARP 数据包。Ether: 用于创建以太网数据包。srp: 用于发送并接收数据包。conf: 配置选项，后续我们将用它来设置一些网络参数。
步骤 2: 定义一个 ARP 查询类
为了让代码结构更清晰，我们可以把 ARP 查询功能封装成一个类。
class ARPScanner:
def __init__(self, ip_range):
self.ip_range = ip_range # 存储 IP 地址范围
__init__: 类的构造函数，接受一个 IP 地址范围作为参数，并将其存储为实例变量。
步骤 3: 创建 ARP 查询的功能
在这个步骤中，我们定义一个方法用于发起 ARP 请求。
def scan(self):
# 创建 ARP 请求
arp_request = ARP(pdst=self.ip_range)
# 创建以太网帧
ether_frame = Ether(dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff")
# 发送请求并接收响应
arp_response = srp(ether_frame/arp_request, timeout=2, verbose=False)[0]
# 处理请求并返回结果
results = []
for sent, received in arp_response:
results.append({'ip': received.psrc, 'mac': received.hwsrc})
return results
ARP(pdst=self.ip_range): 创建一个 ARP 请求对象，指定目标 IP 范围。Ether(dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff"): 创建一个以太网帧，以广播方式发送（目标为 FF:FF:FF:FF:FF:FF）。srp: 发送请求并等待响应，设置超时为 2 秒。results: 用于存储响应的 IP 和 MAC 地址。
步骤 4: 获取局域网 IP 地址范围
为了进行 ARP 查询，我们需要指定一个局域网的 IP 地址范围。这里假设你的局域网 IP 地址范围是 192.168.1.1/24。
if __name__ == "__main__":
ip_range = "192.168.1.1/24" # 根据实际情况设置你的 IP 范围
scanner = ARPScanner(ip_range)
results = scanner.scan()
ip_range: 你局域网的 IP 范围。
步骤 5: 发起 ARP 请求并处理返回
调用 scan 方法，并将返回的结果存储到一个变量中。
for result in results:
print(f"IP: {result['ip']} - MAC: {result['mac']}")
- 输出每个响应的 IP 和 MAC 地址。
步骤 6: 输出查询结果
最后，我们将结果打印出来，以便查看 ARP 查询结果。
类图展示
通过 Mermaid 语法，我们可以用类图来展示 ARPScanner 类的结构。
classDiagram
class ARPScanner {
+ip_range: str
+scan(): List[Dict[str, str]]
}
结果展示
运行这段代码后，你将会得到类似以下的输出（具体 IP 和 MAC 地址会因网络环境而异）：
IP: 192.168.1.10 - MAC: 00:0c:29:68:e9:35
IP: 192.168.1.11 - MAC: 00:0c:29:68:e1:eb
...
总结
本文详细介绍了如何使用 Python3 实现局域网 IP 的 ARP 查询。我们从代码结构、步骤流程到实际运行效果进行了全方位的讲解。通过使用 Scapy 库，你可以快速实现 ARP 查询功能。
数据可视化
最后，你可以用下面的代码块进行简单的饼状图展示，帮助你更直观地理解各设备的分布情况。
pie
title 设备分布情况
"设备A": 40
"设备B": 30
"设备C": 20
"其他设备": 10
结束语
随着网络编程的深入，ARP 查询是一个重要的基础知识，掌握它将为你今后的网络编程打下坚实的基础。希望这篇文章能对你有所帮助，祝你在学习 Python 和网络编程的道路上越走越远！
