使用Python进行Ping测试

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来源：公众号【网络技术干货圈】

作者：圈圈

ID：wljsghq

在网络工程中，Ping测试是一种常用的网络诊断工具，用于检查网络连接的可达性和响应时间。Ping测试通过向目标主机发送ICMP（Internet Control Message Protocol）请求包，然后等待目标主机返回响应包，从而测量网络的延迟和丢包情况。随着Python编程语言的广泛应用，越来越多的网络工程师开始使用Python进行自动化网络测试和管理任务。本篇文章将详细介绍如何使用Python进行Ping测试，适合网工初学者。

安装Python

首先，确保你的计算机上已安装Python。可以通过以下命令检查Python版本：

python--version

如果未安装Python，可以从Python官方网站https://www.python.org/downloads下载并安装。

在Python中，有多个库可以用来进行Ping测试，其中ping3库是一个简单易用的选择。可以通过pip安装ping3库：

pipinstallping3

确保你的网络环境允许发送ICMP请求。某些操作系统或网络环境可能会限制ICMP流量，这需要相应的权限或配置。

使用ping3库进行Ping测试

基本用法

ping3库提供了一个简单的函数ping，可以用来发送Ping请求并返回响应时间。以下是一个基本示例：

fromping3importping

response_time=ping('baidu.com')
print(f'Responsetime:{response_time}seconds')

这个示例中，我们向baidu.com发送了一个Ping请求，并打印了响应时间。如果目标主机不可达，ping函数会返回None。

高级用法

ping3库还提供了其他一些功能，例如指定超时时间、数据包大小等。以下是一些高级用法示例：

指定超时时间

可以通过timeout参数指定Ping请求的超时时间（秒）：

response_time=ping('baidu.com',timeout=2)
print(f'Responsetime:{response_time}seconds')

指定数据包大小

可以通过size参数指定Ping请求的数据包大小（字节）：

response_time=ping('baidu.com',size=64)
print(f'Responsetime:{response_time}seconds')

进行多次Ping测试

可以使用循环进行多次Ping测试，以获取更多的网络性能数据：

foriinrange(5):
response_time=ping('baidu.com')
print(f'Ping{i+1}:{response_time}seconds')

错误处理

在实际网络环境中，Ping请求可能会失败或超时，因此需要进行错误处理。ping3库在目标主机不可达或请求超时时会抛出异常，可以使用try-except块进行处理：

fromping3importping,PingError

try:
response_time=ping('baidu.com',timeout=2)
ifresponse_timeisNone:
print('Targetisunreachable.')
else:
print(f'Responsetime:{response_time}seconds')
exceptPingErrorase:
print(f'Pingfailed:{e}')

实战：构建一个Ping测试工具

接下来，我们将构建一个简单的Ping测试工具，具备以下功能：

从用户输入获取目标主机

执行多次Ping测试

计算并显示平均响应时间、最大响应时间、最小响应时间和丢包率

工具的实现

1. 获取用户输入

首先，编写代码从用户输入获取目标主机：

target=input('Enterthetargethost(e.g.,baidu.com):')

2. 执行多次Ping测试

使用循环进行多次Ping测试，并记录响应时间和失败次数：

fromping3importping

num_tests=10
response_times=[]
failures=0

foriinrange(num_tests):
response_time=ping(target,timeout=2)
ifresponse_timeisNone:
failures+=1
print(f'Ping{i+1}:Requesttimedout.')
else:
response_times.append(response_time)
print(f'Ping{i+1}:{response_time}seconds')

3. 计算并显示统计数据

最后，计算并显示平均响应时间、最大响应时间、最小响应时间和丢包率：

ifresponse_times:
avg_response_time=sum(response_times)/len(response_times)
max_response_time=max(response_times)
min_response_time=min(response_times)
packet_loss=(failures/num_tests)*100

print(f'
Averageresponsetime:{avg_response_time:.2f}seconds')
print(f'Maximumresponsetime:{max_response_time:.2f}seconds')
print(f'Minimumresponsetime:{min_response_time:.2f}seconds')
print(f'Packetloss:{packet_loss:.2f}%')
else:
print('Allrequeststimedout.')

完整代码

将上述步骤整合成一个完整的Python脚本：

fromping3importping,PingError

defmain():
target=input('Enterthetargethost(e.g.,baidu.com):')
num_tests=10
response_times=[]
failures=0

foriinrange(num_tests):
try:
response_time=ping(target,timeout=2)
ifresponse_timeisNone:
failures+=1
print(f'Ping{i+1}:Requesttimedout.')
else:
response_times.append(response_time)
print(f'Ping{i+1}:{response_time}seconds')
exceptPingErrorase:
failures+=1
print(f'Ping{i+1}failed:{e}')

ifresponse_times:
avg_response_time=sum(response_times)/len(response_times)
max_response_time=max(response_times)
min_response_time=min(response_times)
packet_loss=(failures/num_tests)*100

print(f'
Averageresponsetime:{avg_response_time:.2f}seconds')
print(f'Maximumresponsetime:{max_response_time:.2f}seconds')
print(f'Minimumresponsetime:{min_response_time:.2f}seconds')
print(f'Packetloss:{packet_loss:.2f}%')
else:
print('Allrequeststimedout.')

if__name__=='__main__':
main()

扩展功能

使用多线程进行并发Ping测试

为了提高Ping测试的效率，可以使用多线程进行并发Ping测试。Python的threading模块可以帮助实现这一点。

以下是使用多线程进行并发Ping测试的示例：

importthreading
fromping3importping

defping_host(target,results,index):
response_time=ping(target,timeout=2)
results[index]=response_time

defmain():
target=input('Enterthetargethost(e.g.,baidu.com):')
num_tests=10
threads=[]
results=[None]*num_tests

foriinrange(num_tests):
thread=threading.Thread(target=ping_host,args=(target,results,i))
threads.append(thread)
thread.start()

forthreadinthreads:
thread.join()

response_times=[rforrinresultsifrisnotNone]
failures=results.count(None)

ifresponse_times:
avg_response_time=sum(response_times)/len(response_times)
max_response_time=max(response_times)
min_response_time=min(response_times)
packet_loss=(failures/num_tests)*100

print(f'
Averageresponsetime:{avg_response_time:.2f}seconds')
print(f'Maximumresponsetime:{max_response_time:.2f}seconds')
print(f'Minimumresponsetime:{min_response_time:.2f}seconds')
print(f'Packetloss:{packet_loss:.2f}%')
else:
print('Allrequeststimedout.')

if__name__=='__main__':
main()

生成Ping测试报告

可以将Ping测试结果保存到文件中，生成测试报告，以便后续分析。

可以使用Python的csv模块将数据写入CSV文件。

以下是一个生成Ping测试报告的示例：

importcsv
fromping3importping

defmain():
target=input('Enterthetargethost(e.g.,baidu.com):')
num_tests=10
response_times=[]
failures=0

withopen('ping_report.csv','w',newline='')ascsvfile:
fieldnames=['Ping','ResponseTime']
writer=csv.DictWriter(csvfile,fieldnames=fieldnames)
writer.writeheader()

foriinrange(num_tests):
response_time=ping(target,timeout=2)
ifresponse_timeisNone:
failures+=1
print(f'Ping{i+1}:Requesttimedout.')
writer.writerow({'Ping':i+1,'ResponseTime':'Requesttimedout'})
else:
response_times.append(response_time)
print(f'Ping{i+1}:{response_time}seconds')
writer.writerow({'Ping':i+1,'ResponseTime':response_time})

ifresponse_times:
avg_response_time=sum(response_times)/len(response_times)
max_response_time=max(response_times)
min_response_time=min(response_times)
packet_loss=(failures/num_tests)*100

withopen('ping_summary.txt','w')assummaryfile:
summaryfile.write(f'Averageresponsetime:{avg_response_time:.2f}seconds
')
summaryfile.write(f'Maximumresponsetime:{max_response_time:.2f}seconds
')
summaryfile.write(f'Minimumresponsetime:{min_response_time:.2f}seconds
')
summaryfile.write(f'Packetloss:{packet_loss:.2f}%
')

print(f'
Averageresponsetime:{avg_response_time:.2f}seconds')
print(f'Maximumresponsetime:{max_response_time:.2f}seconds')
print(f'Minimumresponsetime:{min_response_time:.2f}seconds')
print(f'Packetloss:{packet_loss:.2f}%')
else:
print('Allrequeststimedout.')

if__name__=='__main__':
main()

运行后响应：

额外生成了两个文件：