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。
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。