Scrapy IP()类 编程指南（基础）
IP简介
工欲善其事，必先利其器，在聊Scapy IP类时，我们先要了解IP是什么。
IP指的是Internet Protocol（互联网协议）的数据包。Internet Protocol是互联网上用于在网络中传输数据的一种协议。在TCP/IP协议族中，IP层负责数据包的路由和寻址，确保数据能够在网络中正确传递。
IP协议定义了一种在网络中唯一标识设备（主机或路由器）的方式，并提供了一种将数据分割成小的数据包进行传输的机制。每个数据包都包含源和目标设备的IP地址，以便路由器能够正确地将数据包从源传输到目标。
IP协议又分为IPv4、IPv6，两个版本，IPv6可以理解为IPv4的升级版，但它们又有所不同，它的出现，是为了解决IPv4地址即将耗尽的问题，日后也会详细说明IPv6，今天我们主要的对象就是IPv4。
在IPv4协议中，IP地址主要被分为五个类别，通常称为IP地址的分类。这些分类是基于地址的网络部分的位数，以及主机部分的位数。这五个主要的IP地址分类是：A类、B类、C类、D类和E类。
- 类A地址：
- 范围：1.0.0.0 到 126.255.255.255
- 特点：第一个字节（8位）用于网络部分，剩余的三个字节（24位）用于主机部分。
- 可用网络：2^7 - 2 = 126，因为0和127保留作为特殊用途。
- 类B地址：
- 范围：128.0.0.0 到 191.255.255.255
- 特点：前两个字节（16位）用于网络部分，后两个字节（16位）用于主机部分。
- 可用网络：2^14 - 2 = 16,382
- 类C地址：
- 范围：192.0.0.0 到 223.255.255.255
- 特点：前三个字节（24位）用于网络部分，最后一个字节（8位）用于主机部分。
- 可用网络：2^21 - 2 = 2,097,150
- 类D地址：
- 范围：224.0.0.0 到 239.255.255.255
- 特点：用于多播（Multicast）通信，不分配给单个主机或网络。
- 类E地址：
- 范围：240.0.0.0 到 255.255.255.255
- 特点：保留作为将来使用的实验和开发。
IP报文头
在Scapy中，IP报文头与IP()类直接相关。IP()类用于创建和处理IPv4报文头，它是Scapy中用于构建IPv4数据包的类。使用IP()类，我们可以轻松地定义IPv4数据包的各种属性，如源地址、目标地址、协议类型等。
版本（Version）：
- 占4位。
- 指定IP协议的版本，IPv4的版本号为4。
头部长度（IHL - Internet Header Length）：
- 占4位。
- 指定IPv4头部的长度，以32位字（4字节）为单位。由于IPv4头部中最少有20字节，因此该字段的值至少为5（表示20字节）。
服务类型（Type of Service - TOS）：
- 占8位。
- 用于指定服务质量，包括优先级、延迟、吞吐量和可靠性。
总长度（Total Length）：
- 占16位。
- 指定整个IPv4数据包的长度，包括头部和数据。最大长度为65,535字节。
标识（Identification）：
- 占16位。
- 用于将相关的数据包片段组合成完整的数据包。
标志位（Flags）：
- 占3位。
- 包含“不分片（Don’t Fragment）”和“更多片段（More Fragments）”标志。
片偏移（Fragment Offset）：
- 占13位。
- 指定数据包片段在原始数据包中的偏移量。
生存时间（Time to Live - TTL）：
- 占8位。
- 限制数据包在网络中的生存时间，每经过一个路由器，该字段值减一。当TTL为0时，数据包被丢弃。
协议（Protocol）：
- 占8位。
- 指定上层协议，例如TCP（6）、UDP（17）、ICMP（1）等。
头部校验和（Header Checksum）：
占16位。
用于检测IPv4头部的错误，主要是检测在传输过程中头部信息是否损坏。
源地址（Source Address）：
占32位。
指定数据包的源IP地址。
目标地址（Destination Address）：
占32位。
指定数据包的目标IP地址。
选项（Options）：
可选字段，用于提供一些额外的信息。通常很少被使用，因为IPv4头部本身已经包含了足够的信息。
Scapy IP()使用
而在Scapy中，IP报文头与IP()类直接相关。IP()类用于创建和处理IPv4报文头，它是Scapy中用于构建IPv4数据包的类。
以下是IP()类的一些常用属性：
- src：指定源IP地址。
#两种方式指定
IP(src="x.x.x.x")#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.src = "x.x.x.x" #成员属性指定
- dst：指定目标IP地址
#两种方式指定
IP(dst="x.x.x.x")#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.dst = "x.x.x.x" #成员属性指定
- proto：指定上层协议，例如TCP、UDP等。
#两种方式指定
IP(proto="TCP")#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.proto = "TCP" #成员属性指定
- ttl：设置Time-to-Live值。
#两种方式指定
IP(ttl="5")#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.ttl = 5 #成员属性指定
- tos：设置Type of Service值。
#两种方式指定
IP(tos=0b10101010)#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.tos = 0b10101010 #成员属性指定
- ihl：设置IP报文头长度（通常不需要手动设置）。
#两种方式指定
IP(ihl=5)#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.ihl = 20 #成员属性指定
- flags：设置IP标志位。
#两种方式指定
IP(flags="MF")#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.src ="MF"#成员属性指定
- options：设置IP报文头的选项字段。
#两种方式指定
IP(options=[(1, 1, b'\x01')])#构造函数指定
ip_packet = IP() #构造空参数
ip_packet.src = [(1, 1, b'\x01')] #成员属性指定
Scapy IP() 实战使用
IP有这么多头部字节，我们用的最多也就是src源地址和dst目的地址，它们决定着，我们的数据包，由谁发起，又要发送到哪里。现在我们使用Scapy来构造一个IP头。
from scapy.layers.inet import IP, ICMP
from scapy.sendrecv import sr1
# 创建一个包含IP和ICMP协议的数据包，也就是ping包
ip_packet = IP(dst="192.168.30.55") / ICMP()
# 发送数据包并等待响应
response = sr1(ip_packet)
# 打印响应信息
response.show()
如果我将src源IP地址，修改在发送,再来查看结果
from scapy.layers.inet import IP, ICMP
from scapy.sendrecv import sr1
ip_packet.src = '123.123.222.111'
send_ip = sr1(ip_packet)
这里可能有人就有疑问了，源IP我明明已经修改为123.123.222.111,为什么还会有响应包？这里就牵扯到交换机的原理以及ARP的知识了。
交换机是一个二层设备，为什么说它是二层设备呢，因为交换机的基础功能就是处理OSI网络模型中的第二层（数据链路层），在数据链路层来说，它更关心是MAC物理地址的交换，它在工作过程中维护一张关键的表格。
MAC地址表：
- 它是一个用于存储设备MAC地址与物理端口对应关系的表格。当交换机收到一个帧（数据包）时，它会查看帧中的目标MAC地址，并将这个MAC地址与接收到帧的端口进行关联，更新MAC地址表。这样，交换机就知道将数据帧发送到哪个端口，以便正确地转发数据。
MAC地址就是设备的独特标签，IP地址是用于在网络中找该设备的逻辑地址，而怎么通过设备的逻辑地址去找到这台设备呢，这就要通过ARP协议来解决了。ARP协议可以帮助你根据一个逻辑地址找到具体设备的物理设备，以便进行直接通信。在主机系统一般都会存在一个ARP表作用如下：
ARP表：
- 它用于存储IP地址与对应的MAC地址之间的映射关系。当设备需要与网络中的其他设备通信时，它首先会查看自己的ARP表。如果在ARP表中找不到目标设备的IP地址对应的MAC地址，设备就会发起ARP请求，请求网络中其他设备告知它目标设备的MAC地址。
因为我们没有构造二层Ether包，所以这个数据包的mac地址会以默认接口的MAC地址认作缺省值（默认属性）进行发送，当这个包经过交换机时，交换机会读取该数据包的目的MAC信息，发现目的MAC信息全为F就为广播包，他就会向所有端口发送ARP广播报文，询问谁是192.168.30.55，，找到相应的接口进行二层转发，当数据包到达目的后，目标主机会先检查数据包的源MAC地址，并在本机的ARP表中查找对应的MAC与IP绑定关系，完成接收后，目标主机会根据请求包中的源IP、源MAC构造一个响应包发给源主机
这就解释了，为什么我随便设置的Ip还能得到响应报文的问题。
最后给出一个由ScapyIP()类编写的超级Ping工具：
# coding=utf-8
"""
@Author: 迪奥布斯
@create time : 2024/1/27
@超级ping
"""
import re
import time
from scapy.config import conf
from scapy.layers.inet import IP, ICMP
from scapy.sendrecv import sr, sr1
ips = []
def order_ip(ip):
ip_source, ip_num = ip.rsplit('.', 1)
start, end = ip_num.split('-')
if start > end:
tmp = start
start = end
end = tmp
ip_list = [ip_source + '.' + str(num) for num in range(int(start), int(end))]
return ip_list
def num_ip(ip):
b = ip.split(',')
a = set(b)
return list(a)
def ip_run(ip):
return [ip]
def check_ip_format(ip):
patterns = {
"ipv4": (re.compile(r'^(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)(\.(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)){3}$'), ip_run),
"ip_range": (re.compile(
r'^(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)(\.(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)){3}-(25[1-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)$'),
order_ip),
"multiple_ips": (re.compile(
r'(?:(?:25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)(?:\.(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)){3}-(?:25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)|(?:25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)(?:\.(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)){3})(?:,(?:(?:25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)(?:\.(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)){3}-(?:25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)|(?:25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)(?:\.(25[0-5]|2[0-4]\d|1\d\d|[1-9]?\d)){3}))*$'
), num_ip),
}
matched = False
for pattern_type, (pattern, fun) in patterns.items():
if pattern.match(ip):
ips.append(fun(ip))
matched = True
break
if not matched:
print("输入的IP无效，请重新输入！")
exit()
def send_icmp(ip, interface):
# 构建 ICMP 请求包
ping_pkt = IP(dst=ip) / ICMP(id=1000)
try:
# 发送 ICMP 请求并等待响应 n
time.sleep(0.5)
start_time = time.time()
ip_response = sr1(ping_pkt, timeout=1, verbose=False, iface=interface)
end_time = time.time()
if ip_response is not None:
ttl_sys = {255: 'Ulinx系统(交换机、路由器)',
128: 'Windos系统',
64: 'MacOS/Linux'}
for ttl_num, sys_name in ttl_sys.items():
if ip_response[IP].ttl == ttl_num:
sys = sys_name
print(
f'{ip_response[IP].src} ---> 可达，{ip_response[IP].ttl} ---> 跳数，它是{sys}，花费 {(end_time - start_time) * 1000:0.1f} 毫秒')
else:
print(f'{ip} ---> 无响应')
except Exception as e:
print(f'发生错误: {e}')
exit()
def start_main(ip, num, interface):
check_ip_format(ip)
if len(ips[0]) < 2:
a = num * len(ips[0])
b = a - num
while not a == b:
send_icmp(ips[0][0], interface)
a -= 1
elif len(ips[0]) >= 2:
a = num * len(ips[0])
for ip_num in ips[0]:
b = a - num
while not a == b:
send_icmp(ip_num, interface)
a -= 1
def tiShi():
print("*" * 80)
print("目前可以实现功能，多IP范围ping主机判断主机系统")
print("IP输入格式为：")
print("单个IP：192.168.0.1")
print("范围IP:192.168.0.1-255")
print("多个IP：192.168.0.1，192.168.0.2")
print("ping的次数，默认为4次")
print("指定网卡接口：不指定为默认网卡")
print("指定接口为网卡名称,例如：windows的网卡名称“以太网”或“以太网1，linux的网卡名”eth0“或”ens0“")
print("*" * 80)
def user_input():
tiShi()
while True:
target_ip = input('请输入你要ping的ip:')
target_num = input('请输入要ping的次数:').strip()
if not target_num or not target_num.isdigit():
ai = 4
print(f"输入为空，设置默认值为: {ai}", end='')
else:
try:
ai = int(target_num)
print(f"转换后的整数值为: {ai}", end='')
except ValueError:
print("输入无效，无法转换为整数。", end='')
print(target_num)
target_interface = input("请输入网卡名称:")
if target_interface == '':
target_interface = conf.iface
print('输入为空为默认网卡:', conf.iface.name)
start_main(target_ip, ai, target_interface)
if __name__ == '__main__':
user_input()
