python脚本的实例

本文通过一个简单的python脚本实例，来介绍python语法。
参数：ip地址，端口号port
需求：

首先进行ping，如果ping不成功就就进行traceroute
如果ping得通就行telnet
traceroute的结果要输出最后一跳的地址
telnet如果成功输出成功，不成功且失败信息报refused则输出“端口未开启”，如果不成功且失败信息没有报refused则报访问不通
需要进行一个ip校验，看是否符合格式

1.首先编写ip地址检验的方法

import sys
import re

def checkIp(host):
    ip = host
    # 检验ip地址中的正则
    res = re.match(r"^(?:(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$", ip)
    if res:
        print ("ip is ok")
        return 0
    else:
        print ("ip is error")
        return 1

ip地址的检验逻辑非常简单，只要用正则表达式就可以。这里介绍一下python正则中的“原始字符串”功能。

反斜杠，在Python中比较特殊，就是它可以用来构成一些特殊字符，比如“\n”表示换行，“\t”表示制表符。下面是使用“\n”的一行代码：

>>>print ('Hello\World\nPython' )
结果为：
“Hello\World
Python“

可以看到其中的“\n”已转义为换行符，而“\W”没有发生转义，原因是“\W”在“字符串转义”中并不对应着特殊字符，没有特殊含义。

如果现在要求变了，要求不对“\n”转义为换行，而是原封不动输出为“Hello\World\nPython”，该怎么办呢？

1）可以这样写“Hello\World\nPython”，这样输出的时候，“字符串转义”会把“\”转义为“\”；
2）也可使用另一种方法：原始字符串；原始字符串（即r’…’）：字符串中所有字符都直接按照字面意思来使用，不转义特殊字符。
下面是使用原始字符串的代码：

 print r'Hello\World\nPython' 
 结果为：
 “Hello\World\nPython”

可以清楚看到，在使用原始字符串之后，“\n”未被转义为换行符，而是直接被输出了。

1.1正则转义

上面讲的只是“字符串转义”。同理，在正则表达式中也存在转义，称其为“正则转义”，其与“字符串转义”完全不同，比如“\d”代表数字，“\s”代表空白符。下面我们先编写开头的例子，然后再分析。
需求：提取“3\8”反斜杠之前的数字：

import re 
string = '3\8' 
m = re.search('(\d+)\\\\', string) 

if m is not None: 
    print m.group(1)                  # 结果为：3 
n = re.search(r'(\d+)\\', string) 
if n is not None: 
    print n.group(1)                  # 结果为：3

正则表达式字符串需要经过两次转义，这两次分别是上面的“字符串转义”和“正则转义”，个人认为“字符串转义”一定先于“正则转义”。

1）’\\\\'的过程：
先进行“字符串转义”，前两个反斜杠和后两个反斜杠分别被转义成了一个反斜杠；即“\|\”被转成了“\|\”（“|”为方便看清，请自动忽略）。“字符串转义”后马上进行“正则转义”，“\\”被转义为了“\”，表示该正则式需要匹配一个反斜杠。

2）r’\\'的过程：
由于原始字符串中所有字符直接按照字面意思来使用，不转义特殊字符，故不做“字符串转义”，直接进入第二步“正则转义”，在正则转义中“\\”被转义为了“\”，表示该正则式需要匹配一个反斜杠。

也就是说原始字符串（即r’…’）与“正则转义”毫无关系，原始字符串仅在“字符串转义”中起作用，使字符串免去一次转义。

我们再来看这个检验ip地址的正则表达式

r"^(?:(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$"

用圆括号将所有选择项括起来，相邻的选择项之间用|分隔，表示可以匹配25[0-5]或者2[0-4][0-9]或者[01]?[0-9][0-9]?，第一个就是250~255，第二个是200-249，第三个稍微复杂，?表示匹配0次或者1次前面的字符串，表示0-199。同时^表示匹配开头，配合{3}表示匹配3次，表示前面三个字符串为0.0.0.到255.255.255.。最后一个字符串用$匹配结尾。但用圆括号会有一个副作用，使相关的匹配会被缓存，导致匹配出现问题。此时可用?:放在第一个选项前来消除这种副作用。

因此该正则表达式的作用就是匹配0.0.0.0~255.255.255.255

2.traceroute函数编写

def trace(host):
    cmd = "traceroute {}".format(host)
    # 创建一个subproess实例
    p = subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
    result = p.stdout.readlines()   # 读取输出
    print(type(result))                   # 查看类型
    out = result[-1]                       # 取得最后一跳地址的string
    res = out.split()                      # 将最后一跳的string按照空格分隔
    print (res[2])       
    return res[2]

可以看到这里使用了一个subprocess模块的使用，允许你去创建一个新的进程让其执行另外的程序，并与它进行通信，获取标准的输入、标准输出、标准错误以及返回码等。

2.1Popen类

subprocess模块中定义了一个Popen类，通过它可以来创建进程，并与其进行复杂的交互。我们可以用它来调用shell来在Linux系统中进行交互，查看一下它的构造函数：

__init__(self, args, bufsize=0, executable=None, 
stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, 
close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, 
universal_newlines=False, startupinfo=None, 
creationflags=0)

主要参数说明：

args：args should be a string, or a sequence of program arguments.也就是说必须是一个字符串或者序列类型（如：字符串、list、元组），用于指定进程的可执行文件及其参数。如果是一个序列类型参数，则序列的第一个元素通常都必须是一个可执行文件的路径。当然也可以使用executeable参数来指定可执行文件的路径。
stdin,stdout,stderr：分别表示程序的标准输入、标准输出、标准错误。有效的值可以是PIPE，存在的文件描述符，存在的文件对象或None，如果为None需从父进程继承过来，stdout可以是PIPE，表示对子进程创建一个管道，stderr可以是STDOUT，表示标准错误数据应该从应用程序中捕获并作为标准输出流stdout的文件句柄。
shell：如果这个参数被设置为True，程序将通过shell来执行。
env：它描述的是子进程的环境变量。如果为None，子进程的环境变量将从父进程继承而来。

创建Popen类的实例对象

res = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT)
cmd：标准像子进程传入需要执行的shell命令，如：ls -al
subprocess.PIPE：在创建Popen对象时，subprocess.PIPE可以初始化为stdin, stdout 或stderr的参数，表示与子进程通信的标准输入流，标准输出流以及标准错误
subprocess.STDOUT：作为Popen对象的stderr的参数，表示将标准错误通过标准输出流输出。

因此我们可以看到p = subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
中调用shell的命令来执行
利用type方法来判断result的类型，其中readlines()返回的是shell执行结果的list形式，二read()或者readline()返回的是string类型。我们需要得到traceroute的最后一跳结果，因此需要list类型的result，使用[-1]的切片来得到list的最后一个元素

result = p.stdout.readlines()  #返回一个list
print(type(result))
输出结果
traceroute to 192.168.229.2 (192.168.229.2), 30 hops max, 60 byte packets
1  192.168.229.1
2  192.168.229.2
3  192.168.229.3
4  192.168.229.4
5  192.168.229.5
out = result[-1]
输出结果
5  192.168.229.5

3.telnet函数的编写

def do_telnet(Host, port):
    cmd = "telnet {} {}".format(Host,port)
    out = commands.getstatusoutput(cmd)  # 输出的是元组
    print out
    index = out.index(256) 
    
    # 如果返回的结果中没有256，则证明返回码不是256，证明telnet成功
    if(index < 0):
        print ("telnet成功")
    # 如果telnet失败，且失败信息报refused，则输出检查机构端口
    elif(out[1].find('refused') > -1):
        print ("机构端口未开启，请检查贵司端口是否启用")
    # 如果失败信息没有报refused,则需要进行traceroute
    else:
        print ("Telnet不通，访问结果:xxx")

commands.getstatusoutput和subprocess方法一样也是调用shell命令。这个方法唯一的优点是，它不是一个阻塞的方法并且能够获得执行的返回码。而上面提到的subprocess的Popen方法会有阻塞的问题，就是它是一个阻塞的方法。如果运行cmd时产生的内容非常多，函数非常容易阻塞住。

3.ping函数的编写

def pingIp(host):
    ip = host
    res = checkIp(ip)
    if res:
        return 1
    else:
        backinfo = os.system('ping -c 5 -w 1 %s' % ip)
        # 如果ping不通，进入traceroute
        if backinfo:
            lastHop = trace(ip)
            print ("网络访问不通，traceroute最后一跳地址为{}".format(lastHop))
        # 如果ping通进行telnet
        else:
            do_telnet(ip,port)

这里介绍第三个可以调用shell的python模块，就是os.system，执行该函数的时候会把信息直接打印出来。并且我们无法以数据结构的形式保存结果，因此对于需要后续逻辑判断的函数就不适用了。

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