python腳本的實例

本文通過一個簡單的python腳本實例，來介紹python語法。
參數：ip地址，端口號port
需求：

首先進行ping，如果ping不成功就就進行traceroute
如果ping得通就行telnet
traceroute的結果要輸出最後一跳的地址
telnet如果成功輸出成功，不成功且失敗信息報refused則輸出“端口未開啓”，如果不成功且失敗信息沒有報refused則報訪問不通
需要進行一個ip校驗，看是否符合格式

1.首先編寫ip地址檢驗的方法

import sys
import re

def checkIp(host):
    ip = host
    # 檢驗ip地址中的正則
    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地址的檢驗邏輯非常簡單，只要用正則表達式就可以。這裏介紹一下python正則中的“原始字符串”功能。

反斜槓，在Python中比較特殊，就是它可以用來構成一些特殊字符，比如“\n”表示換行，“\t”表示製表符。下面是使用“\n”的一行代碼：

>>>print ('Hello\World\nPython' )
結果爲：
“Hello\World
Python“

可以看到其中的“\n”已轉義爲換行符，而“\W”沒有發生轉義，原因是“\W”在“字符串轉義”中並不對應着特殊字符，沒有特殊含義。

如果現在要求變了，要求不對“\n”轉義爲換行，而是原封不動輸出爲“Hello\World\nPython”，該怎麼辦呢？

1）可以這樣寫“Hello\World\nPython”，這樣輸出的時候，“字符串轉義”會把“\”轉義爲“\”；
2）也可使用另一種方法：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來使用，不轉義特殊字符。
下面是使用原始字符串的代碼：

 print r'Hello\World\nPython' 
 結果爲：
 “Hello\World\nPython”

可以清楚看到，在使用原始字符串之後，“\n”未被轉義爲換行符，而是直接被輸出了。

1.1正則轉義

上面講的只是“字符串轉義”。同理，在正則表達式中也存在轉義，稱其爲“正則轉義”，其與“字符串轉義”完全不同，比如“\d”代表數字，“\s”代表空白符。下面我們先編寫開頭的例子，然後再分析。
需求：提取“3\8”反斜槓之前的數字：

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

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

正則表達式字符串需要經過兩次轉義，這兩次分別是上面的“字符串轉義”和“正則轉義”，個人認爲“字符串轉義”一定先於“正則轉義”。

1）’\\\\'的過程：
先進行“字符串轉義”，前兩個反斜槓和後兩個反斜槓分別被轉義成了一個反斜槓；即“\|\”被轉成了“\|\”（“|”爲方便看清，請自動忽略）。“字符串轉義”後馬上進行“正則轉義”，“\\”被轉義爲了“\”，表示該正則式需要匹配一個反斜槓。

2）r’\\'的過程：
由於原始字符串中所有字符直接按照字面意思來使用，不轉義特殊字符，故不做“字符串轉義”，直接進入第二步“正則轉義”，在正則轉義中“\\”被轉義爲了“\”，表示該正則式需要匹配一個反斜槓。

也就是說原始字符串（即r’…’）與“正則轉義”毫無關係，原始字符串僅在“字符串轉義”中起作用，使字符串免去一次轉義。

我們再來看這個檢驗ip地址的正則表達式

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]?)$"

用圓括號將所有選擇項括起來，相鄰的選擇項之間用|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]?，第一個就是250~255，第二個是200-249，第三個稍微複雜，?表示匹配0次或者1次前面的字符串，表示0-199。同時^表示匹配開頭，配合{3}表示匹配3次，表示前面三個字符串爲0.0.0.到255.255.255.。最後一個字符串用$匹配結尾。但用圓括號會有一個副作用，使相關的匹配會被緩存，導致匹配出現問題。此時可用?:放在第一個選項前來消除這種副作用。

因此該正則表達式的作用就是匹配0.0.0.0~255.255.255.255

2.traceroute函數編寫

def trace(host):
    cmd = "traceroute {}".format(host)
    # 創建一個subproess實例
    p = subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
    result = p.stdout.readlines()   # 讀取輸出
    print(type(result))                   # 查看類型
    out = result[-1]                       # 取得最後一跳地址的string
    res = out.split()                      # 將最後一跳的string按照空格分隔
    print (res[2])       
    return res[2]

可以看到這裏使用了一個subprocess模塊的使用，允許你去創建一個新的進程讓其執行另外的程序，並與它進行通信，獲取標準的輸入、標準輸出、標準錯誤以及返回碼等。

2.1Popen類

subprocess模塊中定義了一個Popen類，通過它可以來創建進程，並與其進行復雜的交互。我們可以用它來調用shell來在Linux系統中進行交互，查看一下它的構造函數：

__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)

主要參數說明：

args：args should be a string, or a sequence of program arguments.也就是說必須是一個字符串或者序列類型（如：字符串、list、元組），用於指定進程的可執行文件及其參數。如果是一個序列類型參數，則序列的第一個元素通常都必須是一個可執行文件的路徑。當然也可以使用executeable參數來指定可執行文件的路徑。
stdin,stdout,stderr：分別表示程序的標準輸入、標準輸出、標準錯誤。有效的值可以是PIPE，存在的文件描述符，存在的文件對象或None，如果爲None需從父進程繼承過來，stdout可以是PIPE，表示對子進程創建一個管道，stderr可以是STDOUT，表示標準錯誤數據應該從應用程序中捕獲並作爲標準輸出流stdout的文件句柄。
shell：如果這個參數被設置爲True，程序將通過shell來執行。
env：它描述的是子進程的環境變量。如果爲None，子進程的環境變量將從父進程繼承而來。

創建Popen類的實例對象

res = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT)
cmd：標準像子進程傳入需要執行的shell命令，如：ls -al
subprocess.PIPE：在創建Popen對象時，subprocess.PIPE可以初始化爲stdin, stdout 或stderr的參數，表示與子進程通信的標準輸入流，標準輸出流以及標準錯誤
subprocess.STDOUT：作爲Popen對象的stderr的參數，表示將標準錯誤通過標準輸出流輸出。

因此我們可以看到p = subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
中調用shell的命令來執行
利用type方法來判斷result的類型，其中readlines()返回的是shell執行結果的list形式，二read()或者readline()返回的是string類型。我們需要得到traceroute的最後一跳結果，因此需要list類型的result，使用[-1]的切片來得到list的最後一個元素

result = p.stdout.readlines()  #返回一個list
print(type(result))
輸出結果
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]
輸出結果
5  192.168.229.5

3.telnet函數的編寫

def do_telnet(Host, port):
    cmd = "telnet {} {}".format(Host,port)
    out = commands.getstatusoutput(cmd)  # 輸出的是元組
    print out
    index = out.index(256) 
    
    # 如果返回的結果中沒有256，則證明返回碼不是256，證明telnet成功
    if(index < 0):
        print ("telnet成功")
    # 如果telnet失敗，且失敗信息報refused，則輸出檢查機構端口
    elif(out[1].find('refused') > -1):
        print ("機構端口未開啓，請檢查貴司端口是否啓用")
    # 如果失敗信息沒有報refused,則需要進行traceroute
    else:
        print ("Telnet不通，訪問結果:xxx")

commands.getstatusoutput和subprocess方法一樣也是調用shell命令。這個方法唯一的優點是，它不是一個阻塞的方法並且能夠獲得執行的返回碼。而上面提到的subprocess的Popen方法會有阻塞的問題，就是它是一個阻塞的方法。如果運行cmd時產生的內容非常多，函數非常容易阻塞住。

3.ping函數的編寫

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，進入traceroute
        if backinfo:
            lastHop = trace(ip)
            print ("網絡訪問不通，traceroute最後一跳地址爲{}".format(lastHop))
        # 如果ping通進行telnet
        else:
            do_telnet(ip,port)

這裏介紹第三個可以調用shell的python模塊，就是os.system，執行該函數的時候會把信息直接打印出來。並且我們無法以數據結構的形式保存結果，因此對於需要後續邏輯判斷的函數就不適用了。

【Python】python腳本實例