Python网络编程实战：从IP地址到流量监控，全面掌握电脑网络信息！166

哈喽，各位热爱探索的知识博主读者们！今天我们要聊一个听起来有点“高深”但实则非常实用的话题：如何用编程的方式，去查看和理解我们电脑的网络。你可能会想，这不就是打开任务管理器、或者用`ipconfig`命令的事情吗？没错，那些是基础操作，但当我们掌握了编程的“魔法”，就能更深入、更自动化、甚至更有趣地洞察网络的秘密！

想象一下，你不仅仅是网络的“使用者”，更是网络的“侦探”和“工程师”。通过代码，我们可以获取本机IP、探测局域网设备、检查端口开放情况、甚至监控实时流量……这不仅能帮助我们更好地诊断网络问题，还能为自动化运维、安全审计等高级应用打下坚实基础。而我们今天的主角，就是Python——这门以其简洁高效著称的编程语言，在网络编程领域同样大放异彩。

一、认识你的网络“身份证”：IP、MAC与主机名

每台连接到网络的设备，都有其独特的“身份证”。理解这些基本信息，是网络探索的第一步。

1.1 IP地址：网络世界的门牌号

IP地址分为内网IP（如192.168.x.x）和公网IP。内网IP是你在局域网内的地址，公网IP则是你家路由器在整个互联网上的地址。通过编程，我们可以轻松获取它们。

Python实现：import socket
def get_local_ip():
"""获取本机局域网IP地址"""
try:
s = (socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
(("8.8.8.8", 80)) # 连接到一个外部地址，不发送数据，只是为了获取正确的网卡IP
ip = ()[0]
except Exception:
ip = "127.0.0.1" # 如果失败，返回本地环回地址
finally:
()
return ip
def get_hostname():
"""获取本机主机名"""
return ()
def get_public_ip():
"""获取本机公网IP地址（需要通过外部服务）"""
import requests
try:
# 使用第三方API获取公网IP，如ipify、等
response = ('?format=json')
public_ip = ()['ip']
except Exception:
public_ip = "无法获取公网IP"
return public_ip
print(f"本机主机名: {get_hostname()}")
print(f"本机局域网IP: {get_local_ip()}")
print(f"本机公网IP: {get_public_ip()}")

在上述代码中，我们利用Python内置的`socket`模块来获取主机名和局域网IP。获取公网IP则需要借助外部API，这里使用了`requests`库（需要`pip install requests`安装），向一个提供公网IP查询的服务发送请求。

1.2 MAC地址：设备的物理身份

MAC地址是网卡的物理地址，全球唯一。它通常由制造商在生产时烧录，无法轻易更改（但可以被伪造）。在局域网内，ARP协议就是通过MAC地址来定位设备的。

Python实现：

Python标准库没有直接获取所有网卡MAC地址的跨平台方法，但可以通过第三方库`psutil`（推荐！）或者运行系统命令来实现。import psutil
def get_mac_addresses():
"""获取所有网络接口的MAC地址"""
mac_addresses = {}
for nic, addrs in psutil.net_if_addrs().items():
for addr in addrs:
if == psutil.AF_LINK: # AF_LINK 代表MAC地址
mac_addresses[nic] =
break # 每个接口一个MAC
return mac_addresses
print("MAC地址列表:")
for interface, mac in get_mac_addresses().items():
print(f" {interface}: {mac}")

`psutil`库（`pip install psutil`）是获取系统信息（包括网络）的瑞士军刀，它提供了非常方便的接口。

二、探查网络“脉搏”：连通性与路由追踪

除了静态信息，我们还需要动态地了解网络的“健康状况”。`ping`和`traceroute`（或`tracert`）是网络诊断的两大利器。

2.1 Ping：测试连通性

`ping`命令通过发送ICMP回显请求包，测试目标主机是否可达以及响应时间，是检查网络连通性的第一选择。

Python实现：

Python可以很方便地调用系统命令，这是执行`ping`这类外部程序的常用方式。import subprocess
import platform
def ping_host(host, count=4):
"""
对指定主机进行ping测试
:param host: 目标主机名或IP地址
:param count: ping包数量
"""
param = '-n' if ().lower() == 'windows' else '-c'
command = ['ping', param, str(count), host]

try:
# capture_output=True 捕获输出，text=True 以文本形式返回
result = (command, capture_output=True, text=True, check=True, encoding='utf-8')
print(f"Ping {host} 结果:{}")
except as e:
print(f"Ping {host} 失败，错误码: {}{}")
except FileNotFoundError:
print(f"Ping命令未找到，请确保系统已安装ping工具。")
ping_host("")
ping_host("192.168.1.1", count=2) # 尝试ping你的路由器

`subprocess`模块让Python能够像在命令行一样执行外部程序，并捕获其输出。这里还做了平台判断，以适应Windows和Linux/macOS不同的ping参数。

2.2 Traceroute：追踪数据包的路径

`traceroute`（Windows下是`tracert`）命令可以显示数据包从源主机到目标主机所经过的所有路由器（跳数），帮助我们了解网络路径，排查路由问题。

Python实现：

同样，我们可以通过`subprocess`调用系统内置的`traceroute`或`tracert`命令。import subprocess
import platform
def trace_route(host):
"""
追踪到指定主机的路由
:param host: 目标主机名或IP地址
"""
command = ['tracert' if ().lower() == 'windows' else 'traceroute', host]

print(f"追踪到 {host} 的路由:")
try:
process = (command, stdout=, stderr=, text=True, encoding='utf-8')
while True:
output = ()
if output == '' and () is not None:
break
if output:
print(())

# 检查是否有错误输出
stderr_output = ()
if stderr_output:
print(f"错误信息:{()}")
except FileNotFoundError:
print(f"Traceroute/Tracert命令未找到，请确保系统已安装。")
except Exception as e:
print(f"执行路由追踪时发生错误: {e}")
trace_route("")

这里使用了``来实时读取输出，因为路由追踪可能需要较长时间，实时显示结果更友好。

三、洞察端口“门户”：开放服务与连接状态

端口是应用程序在网络上进行通信的“门”。每个服务（如网页服务HTTP、邮件服务SMTP）都监听特定的端口。了解哪些端口开放，哪些服务正在运行，对于网络安全和故障排查至关重要。

3.1 Netstat：查看网络连接与监听端口

`netstat`命令可以显示当前所有的网络连接、路由表以及网络接口统计信息，是查看端口状态最常用的工具。

Python实现：

同样，通过`subprocess`调用`netstat`命令并解析其输出是一种常见方式。import subprocess
import platform
def get_netstat_info():
"""获取并解析netstat输出，显示监听端口和建立的连接"""
command = ['netstat', '-ano' if ().lower() == 'windows' else '-tulnp'] # -a显示所有连接和监听端口，-n不解析主机名和服务名，-o/p显示PID

try:
result = (command, capture_output=True, text=True, check=True, encoding='utf-8')
print("Netstat 网络连接和监听端口:")
print()
# 实际应用中，你可能需要进一步解析来提取特定信息
except as e:
print(f"执行netstat失败，错误码: {}{}")
except FileNotFoundError:
print(f"Netstat命令未找到。")
get_netstat_info()

输出结果通常包含协议、本地地址、外部地址、状态以及进程ID（PID），通过解析这些文本，我们可以编写更精细的端口扫描器或连接监控器。

3.2 端口扫描：主动探测开放端口

除了`netstat`查看本机开放端口外，我们还可以主动扫描远程主机的端口，判断哪些服务对外开放。

Python实现：

利用`socket`模块尝试连接目标端口，根据连接结果判断端口是否开放。import socket
def scan_port(host, port, timeout=1):
"""
尝试连接指定主机的指定端口
:return: True如果端口开放，False如果关闭或超时
"""
try:
s = (socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
(timeout)
result = s.connect_ex((host, port)) # connect_ex 不抛出异常，返回错误码
()
return result == 0 # 0 表示连接成功
except Exception:
return False
def simple_port_scanner(host, start_port, end_port):
"""简单的端口扫描器"""
print(f"正在扫描 {host} 的 {start_port}-{end_port} 端口...")
open_ports = []
for port in range(start_port, end_port + 1):
if scan_port(host, port):
(port)
print(f" 端口 {port} 开放")
if open_ports:
print(f"{host} 上发现的开放端口: {open_ports}")
else:
print(f"未在 {host} 上发现开放端口 {start_port}-{end_port}")
# 示例：扫描本地常用端口
# simple_port_scanner("127.0.0.1", 1, 1024)
# simple_port_scanner("", 80, 80) # 检查百度80端口

这是一个非常基础的端口扫描器，通过尝试TCP连接来判断端口状态。在实际使用中，请注意扫描目标主机的合法性，避免造成不必要的麻烦。

四、嗅探网络“低语”：流量监控与数据包分析（高级）

前面我们都是在宏观层面查看网络信息。如果想深入到数据包层面，分析网络中流动的数据，就需要用到“网络嗅探”技术。这通常涉及更底层的网络编程，如原始套接字（Raw Socket）。

Python实现（需要第三方库Scapy）：

`Scapy`是Python中一个强大的交互式数据包处理程序和库，可以构造、发送、嗅探和解析网络数据包，非常适合进行网络安全研究和故障排除。使用它需要一定的网络协议知识和权限（通常需要管理员权限）。# import as scapy # 需要 pip install scapy
#
# def packet_sniffer(interface, count=5):
# """
# 嗅探指定网卡上的数据包
# :param interface: 网卡名称 (如 'eth0', 'Wi-Fi')
# :param count: 嗅探的数据包数量
# """
# print(f"开始在 {interface} 接口嗅探 {count} 个数据包...")
# try:
# packets = (iface=interface, count=count)
# () # 显示嗅探到的数据包摘要
# except Exception as e:
# print(f"嗅探失败: {e}")
# print("请确保你有足够的权限 (例如，在Linux/macOS上使用sudo运行)。")
#
# # 示例：嗅探你的Wi-Fi或以太网接口
# # packet_sniffer("你的网卡名称", count=3)

由于Scapy的使用较为复杂，且涉及网络安全敏感操作，这里仅作概念性介绍和代码骨架。初学者应谨慎尝试，并在合法授权的环境下进行。

五、Psutil：全面系统与网络监控的利器

在前面获取MAC地址时我们已经提到过`psutil`。实际上，`psutil`不仅能获取MAC，还能提供非常丰富的系统级和网络级信息，是进行系统监控的绝佳选择。

Python实现：import psutil
import time
def monitor_network_io(duration=5, interval=1):
"""
监控网络接口的实时输入/输出流量
:param duration: 监控总时长（秒）
:param interval: 采样间隔（秒）
"""
print(f"开始监控网络IO，总时长 {duration} 秒，每 {interval} 秒采样一次...")
start_net_io = psutil.net_io_counters(pernic=True) # 获取每个网卡初始IO计数
for i in range(duration // interval):
(interval)
current_net_io = psutil.net_io_counters(pernic=True)

print(f"--- 第 {i+1} 次采样 ---")
for nic in current_net_io:
if nic in start_net_io:
bytes_sent = current_net_io[nic].bytes_sent - start_net_io[nic].bytes_sent
bytes_recv = current_net_io[nic].bytes_recv - start_net_io[nic].bytes_recv

# 转换为KB或MB方便阅读
if bytes_sent > 1024*1024:
sent_str = f"{bytes_sent / (1024*1024):.2f} MB"
elif bytes_sent > 1024:
sent_str = f"{bytes_sent / 1024:.2f} KB"
else:
sent_str = f"{bytes_sent} B"
if bytes_recv > 1024*1024:
recv_str = f"{bytes_recv / (1024*1024):.2f} MB"
elif bytes_recv > 1024:
recv_str = f"{bytes_recv / 1024:.2f} KB"
else:
recv_str = f"{bytes_recv} B"
print(f" 网卡 {nic}: 发送 {sent_str}, 接收 {recv_str}")

start_net_io = current_net_io # 更新为当前计数，为下次计算做准备
monitor_network_io(duration=10, interval=2)

`psutil.net_io_counters(pernic=True)`能提供每个网卡的累计发送和接收字节数。通过间隔采样并计算差值，我们就能得到实时的网络流量。

六、安全与伦理：请合法合规使用

编程查看电脑网络的能力，就像一把双刃剑。它能帮助我们诊断问题、优化性能，但如果滥用，也可能侵犯他人隐私或造成网络安全问题。

请务必记住：
合法授权： 只对自己拥有权限的网络和设备进行操作。未经允许扫描他人网络、嗅探他人数据是违法行为。
保护隐私： 在处理任何网络数据时，都要充分尊重隐私。
了解法规： 熟悉当地的网络安全法律法规。

我们学习这些技术是为了更好地理解和驾驭网络，而不是去破坏它。做一个有责任心的“网络极客”！

总结与展望

通过本文的讲解和Python代码示例，我们已经初步掌握了如何用编程的方式去查看电脑的网络信息。从获取基本的IP、MAC地址，到诊断连通性与路由，再到探测端口服务，甚至监控实时流量，Python都提供了强大而灵活的工具。

这仅仅是冰山一角。网络编程的世界广阔而深邃，你还可以深入学习：
高级端口扫描技术： 如隐蔽扫描、UDP扫描。
网络协议分析： 使用Scapy等工具深入理解TCP/IP协议栈。
Socket编程： 构建自己的客户端-服务器应用程序。
Web scraping： 自动化从网页获取信息。
网络自动化运维： 编写脚本管理大量网络设备。

现在，你的“网络侦探”之旅才刚刚开始。拿起你的键盘，敲下你的代码，去探索这个充满无限可能的世界吧！如果你有任何疑问或想分享你的经验，欢迎在评论区交流！

2025-10-23

上一篇：告别网速烦恼：手把手教你精准测速与优化技巧！

下一篇：零基础入门：电脑网络核心知识速成指南