Python 运维自动化：psutil+IPy 系统与网络信息采集深度实战

Python 运维 ------ 系统信息模块

作用：采集服务器 CPU、内存、磁盘、网络、进程、IP 网段信息，用于监控、巡检、自动化运维。 包含三大模块：psutil（系统资源采集）、IPy（IP 网段处理）、subprocess.Popen（调用系统命令）

一、psutil 模块（跨平台系统资源采集）

1. 简介

psutil 是第三方跨平台库，用来获取系统利用率、进程信息，等价于 Linux 命令top、free、df、ps、iostat等工具的能力。 安装：

pip install psutil

2. CPU 信息

表格

方法	说明
psutil.cpu_times()	获取 CPU 各项时间统计（user、system、idle、iowait 等）
psutil.cpu_times(percpu=True)	获取每个逻辑 CPU 的详细时间
psutil.cpu_count()	CPU 逻辑核数（包含超线程）
psutil.cpu_count(logical=False)	CPU 物理核数

示例代码

import psutil
cpu_info = psutil.cpu_times(percpu=True)
print(cpu_info)
print('user CPU时间：',psutil.cpu_times().user)
print('逻辑核：',psutil.cpu_count())
print('物理核：',psutil.cpu_count(logical=False))

3. 内存信息

• psutil.virtual_memory()：物理内存信息，返回对象包含total、used、free、available、percent
• psutil.swap_memory()：swap 交换分区信息

import psutil
mem = psutil.virtual_memory()
print("内存总大小",mem.total)
print("空闲内存",mem.free)
print("swap信息",psutil.swap_memory())

单位：返回数值单位是字节 Byte，需要手动除以 1024 转 KB、MB。

4. 磁盘信息

表格

方法	作用
psutil.disk_partitions()	获取磁盘分区列表
psutil.disk_usage('/')	获取某个分区使用率
psutil.disk_io_counters()	磁盘整体 IO 统计
psutil.disk_io_counters(perdisk=True)	每块磁盘单独 IO 统计

import psutil
print(psutil.disk_partitions())
print(psutil.disk_usage('/'))
print(psutil.disk_io_counters())

5. 网络 IO 信息

表格

方法	说明
psutil.net_io_counters()	整机全部网卡收发流量包、字节数
psutil.net_io_counters(pernic=True)	每个网卡单独流量统计

返回字段：bytes_sent发送字节、bytes_recv接收字节、packets_sent发送包、packets_recv接收包。

6. 其他系统基础信息

import psutil,datetime
psutil.users()        # 当前登录系统用户列表
psutil.boot_time()    # 开机时间戳（1970‑01‑01开始的秒数）
# 时间戳转可读时间
datetime.datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time()).strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')

7. 进程管理

1. psutil.pids()：获取全部进程 PID 列表
2. psutil.Process(pid)：实例化单个进程对象，获取进程各项信息

Process 对象常用方法：

p = psutil.Process(2000)
p.name()          #进程名
p.exe()           #程序二进制路径
p.cwd()           #工作目录
p.status()        #进程状态
p.create_time()   #进程创建时间戳
p.uids()          #UID信息（Linux）
p.gids()          #GID信息（Linux）
p.cpu_times()     #进程CPU占用时间
p.memory_percent()#进程内存占比
p.memory_info()   #rss、vms内存详情
p.io_counters()   #进程IO读写统计
p.num_threads()   #线程数量

8.subprocess.Popen 调用系统命令

Popen 是底层创建子进程类，用来执行 shell 命令，获取输出和错误信息。

• stdout=subprocess.PIPE：捕获标准输出
• stderr=subprocess.PIPE：捕获错误输出
• .communicate()：等待命令执行完成，返回(输出字节,错误字节)，返回是 bytes，需要.decode("utf‑8")转字符串。

示例：

import subprocess
process = subprocess.Popen(['ls','-l'],stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)
output,error = process.communicate()
if output:
    print(output.decode('utf‑8'))
if error:
    print(error.decode('utf‑8'))

注意：命令建议写成列表["ls","‑l"]，不推荐字符串 + shell=True，存在安全风险。

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二、IPy 模块（IP 地址网段处理）

第三方模块，用于 IP 规划，处理 IPv4/IPv6 网段、掩码、IP 区间计算。 安装：

pip install IPy

导入：from IPy import IP

1. 基础用法

ip = IP('192.168.1.0/24')
ip.version()     #4代表IPv4，6代表IPv6
ip.len()         #网段内IP总数量
for x in ip:     #遍历网段所有IP
    print(x)

2.IP 常用转换方法

ip=IP('192.168.1.20')
ip.reverseNames()   #反向解析域名
ip.iptype()         #PRIVATE私网 / PUBLIC公网
ip.int()            #转整数
ip.strHex()         #十六进制
ip.strBin()         #二进制
IP(0x8080808)       #十六进制转回IP

3.make_net=True 重点（踩坑点）

• 作用：把 IP / 掩码、IP 范围，强制转为标准网段对象。

• ⚠️重要限制：如果传入起始IP‑结束IP的范围，必须刚好是完整子网边界，总 IP 数量是 2 的 n 次方，否则抛异常not on a network boundary。

  #✅合法，刚好/24完整网段
  IP('192.168.1.0‑192.168.1.255',make_net=True)
  #❌报错，0‑192一共193个IP，不是2的幂次
  IP('192.168.1.0‑192.168.1.192',make_net=True)

4.strNormal () 格式化输出网段

IP('192.168.1.0/24').strNormal(wantprefixlen=?)

表格

参数值	输出格式
0	192.168.1.0（仅网络地址）
1	192.168.1.0/24（前缀）
2	192.168.1.0/255.255.255.0（点分掩码）
3	192.168.1.0‑192.168.1.255（起止 IP）

5. 网段关系运算

1. 判断 IP 是否属于网段：'192.168.1.100' in IP('192.168.1.0/24')
2. 网段大小比较：IP('10.0.0.0/24') < IP('12.0.0.0/24')
3. 判断网段是否重叠 .overlaps()，返回 1 重叠，0 不重叠

IP('192.168.0.0/23').overlaps('192.168.1.0/24') #返回1，重叠
IP('192.168.1.0/24').overlaps('192.168.2.0/24') #返回0，不重叠

6. 综合小案例：输入 IP / 网段输出网络信息

address = input('请输入ip地址: ')
ip = IP(address)
if len(ip) > 1:
    print('网络号为：',ip.net())
    print('子网掩码为：',ip.netmask())
    print('广播地址为：',ip.broadcast())
    print('反向解析地址：',ip.reverseNames()[0])
    print('网络子网数：',len(ip))
else:
    print('反向解析ip地址为：',ip.reverseNames()[0])
    print('十六进制地址：',ip.strHex())
    print('二进制地址：',ip.strBin())     
    print('地址类型为：',ip.iptype())