使用 Python 查看局域网内存活主机

概述

当我们的网络首次接入一些新的设备，而且这些设备不是像手机、电脑一类的有屏幕设备，如服务器、Nas、树莓派等硬件，我们想要通过网络连接控制，但是并不知道设备的 IP 地址，这时，我们就需要扫描网络找到我们目标硬件设备的 IP 地址。

常用的方法如进入路由器管理后台，我们就可以找到我们的设备 IP 地址，或者使用现成的软件，如 Adbanced IP Scanner 软件，也可以扫描网络实现我们想要的目标。但是，实际上我们真正需要的仅仅是要知道设备名和 IP 地址即可，无论登录路由器还是使用软件，都显得有点牛刀杀鸡的感觉，因此我们尝试使用 Python 编写一个查找内网存活在线主机IP地址的脚本。
关键词 Python nmap 局域网 存活主机IP

NMAP

Nmap 是一款用于网络发现和安全审计的网络安全工具，可以检测目标主机是否在线、端口开放情况、侦测运行的服务类型及版本信息、侦测操作系统与设备类型等信息。

在使用之前，我们需要先安装 Nmap 软件。对于 WIndow 系统，可以登录 Nmap 官网下载页面 下载相应版本安装即可。

对于 MacOS 系统，可以使用 HomeBrew 安装，具体方法如下：

brew update
brew install nmap

对于 Ubuntu/Linux，可以使用 apt 来安装，具体方法如下：

sudo apt install nmap

完成 nmap 软件安装后，我们在继续安装 python 模块，具体方法如下：

pip install nmap
pip install python-nmap

除此之外，为了我们后面代码的方便，我们还需要安装一个 netifaces 模块，具体方法如下：

pip instal netifaces

脚本代码详解

首先，我们可以直接使用 nmap 工具来扫描局域网，操作如下：

# 假设本地 ip 地址范围为 192.168.100.1 ~ 192.168.100.255
nmap 192.168.100.1-255 -sP
>>
(...省略部分内容...)
Nmap scan report for 192.168.100.16
Host is up (0.0020s latency).
Nmap scan report for MIMAX-xiaomishouji (192.168.100.17)
Host is up (0.0019s latency).
(...省略部分内容...)

我们可以看到，nmap 会把所有 ip 地址都扫描一遍，然后把扫描结果输出，如果主机在线，那么就能看到主机名和其IP地址。我们也可以单独扫描一个IP地址，具体操作如下：

# 扫描小米手机ip地址 192.168.100.17
nmap 192.168.100.17
>>
Starting Nmap 7.70 ( https://nmap.org ) at 2018-04-30 17:34 CST
Nmap scan report for MIMAX-xiaomishouji (192.168.100.17)
Host is up (0.00099s latency).
Not shown: 995 filtered ports
PORT     STATE SERVICE
80/tcp   open  http
110/tcp  open  pop3
143/tcp  open  imap
3128/tcp open  squid-http
8080/tcp open  http-proxy

Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 4.39 seconds

我们不加 -sP 参数，nmap 会扫描该IP的所有端口，我们可以从结果看到我的这一只小米手机开放的端口。

接下来，使用python来完成以上的操作，具体代码如下：

import nmap
nmScan = nmap.PortScanner()
nmScan.scan(hosts='192.168.100.17', arguments='-sP')
>>
{'nmap': {'command_line': 'nmap -oX - -sP 192.168.100.17',
  'scaninfo': {},
  'scanstats': {'downhosts': '0',
   'elapsed': '0.01',
   'timestr': 'Mon Apr 30 17:39:50 2018',
   'totalhosts': '1',
   'uphosts': '1'}},
 'scan': {'192.168.100.17': {'addresses': {'ipv4': '192.168.100.17'},
   'hostnames': [{'name': 'MIMAX-xiaomishouji', 'type': 'PTR'}],
   'status': {'reason': 'syn-ack', 'state': 'up'},
   'vendor': {}}}}
nmScan.scan(hosts='192.168.100.16', arguments='-sP')
>>
{'nmap': {'command_line': 'nmap -oX - -sP 192.168.100.16',
  'scaninfo': {},
  'scanstats': {'downhosts': '0',
   'elapsed': '0.01',
   'timestr': 'Mon Apr 30 17:40:19 2018',
   'totalhosts': '1',
   'uphosts': '1'}},
 'scan': {'192.168.100.16': {'addresses': {'ipv4': '192.168.100.16'},
   'hostnames': [{'name': '', 'type': ''}],
   'status': {'reason': 'syn-ack', 'state': 'up'},
   'vendor': {}}}}

可以看到，和直接使用 nmap 一样，如果存在主机在线，能显示主机名字，否则主机名字为空，这样我们就可以通过判断结果是否存在主机名来筛选在线的主机。判断主机名是否存在的方法也很简单，我们根据上面的输出获取 name 字段，判断其是否为空即可，代码如下：

mScan['192.168.100.16']['hostnames'][0]['name']
>>
'' # 因为 192.168.100.16 不存在在线主机，所以输出为空

接下来，我们只需要一个内网 IP 列表，然后逐个扫描判断即可，获取 IP 列表也很简单，一般简单的网络环境下我们可以先获取网关地址，然后通过网关地址来拼接 IP 列表，具体代码如下：

import netifaces
gateway = netifaces.gateways()['default'][netifaces.AF_INET][0]
gateway
>>
'192.168.100.1'
# 拼接 IP 列表
ip_lists = []
for ip in range(1, 256):
  ip_lists.append('{}{}'.format(gateway[:-1], ip))

最后，我们根据上面的IP列表逐个遍历使用 nmap 扫描即可。

完整代码

我们整合一下上面的思路，整理一下代码，以下为完整代码的展示：

# filename: lan_ip_scan.py
import netifaces
import nmap


def get_gateways():
    return netifaces.gateways()['default'][netifaces.AF_INET][0]

def get_ip_lists(gateway):
    ip_lists = []
    for i in range(1, 256):
        ip_lists.append('{}{}'.format(gateway[:-1], i))
    return ip_lists

def scan_ip_survial(ip):
    nmScan = nmap.PortScanner()
    nmScan.scan(hosts=ip, arguments='-sP')
    if nmScan[ip]['hostnames'][0]['name']:
        return {'IP Address:': ip,
                'Hostname:': nmScan[ip]['hostnames'][0]['name']
               }
    else:
        return None

def get_all_survial_hosts():
    survial_hosts = []
    gateway = get_gateways()
    ip_lists = get_ip_lists(gateway)
    for ip in ip_lists:
        scan_rst = scan_ip_survial(ip)
        if scan_rst:
            survial_hosts.append(scan_rst)
            print(scan_rst)
    return survial_hosts


if __name__ == '__main__':
    get_all_survial_hosts()

接下来，我们尝试以下运行脚本看一下结果：

# 因隐私问题，屏蔽结果的 host 名称
python lan_ip_scan.py
{'IP Address:': '192.168.100.1', 'Hostname:': 'ch***n'}
{'IP Address:': '192.168.100.17', 'Hostname:': 'MIMAX-xiaomishouji'}
{'IP Address:': '192.168.100.18', 'Hostname:': '*****'}
{'IP Address:': '192.168.100.19', 'Hostname:': '***MBP'}
{'IP Address:': '192.168.100.20', 'Hostname:': '***iPhone'}
{'IP Address:': '192.168.100.21', 'Hostname:': '***-xiaomishouji'}
{'IP Address:': '192.168.100.22', 'Hostname:': '****-iPhone'}
{'IP Address:': '192.168.100.23', 'Hostname:': 'raspberrypi'}
{'IP Address:': '192.168.100.26', 'Hostname:': '**'}

到这里为止，我们就已经完成我们使用 Python 查看局域网内存活主机的探索以及代码编写。我们在本文中探讨了 nmap 及相关 python模块的安装，简单的 nmap 扫描使用，以及一些脚本编写的小技巧，希望本文能对你有用，如果文中有技术或理论的错误，欢迎指出交流，共同探究进步。