現(xiàn)在，我們已經(jīng)知道如何在不同的操作系統(tǒng)中使用和安裝Python以及如何使用EVE-NG搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。在本章中，我們將學(xué)習(xí)如何使用目前常用的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化庫自動(dòng)完成各種網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。Python可以在不同的網(wǎng)絡(luò)層上與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行交互。

首先，Python可以通過套接字編程和socket模塊操縱底層網(wǎng)絡(luò)，從而為Python所在的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間搭建一個(gè)低層次的網(wǎng)絡(luò)接口。此外，Python模塊還可以通過Telnet、SSH和API與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行更高級(jí)別的交互。本章將深入探討如何在Python中使用Telnet與SSH模塊在遠(yuǎn)程設(shè)備上建立連接和執(zhí)行命令。

本章主要介紹以下內(nèi)容：

• 使用Python通過Telnet連接設(shè)備；
• Python和SSH；
• 使用netaddr處理IP地址和網(wǎng)絡(luò)；
• 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化實(shí)戰(zhàn)示例。

應(yīng)檢查是否正確安裝了下列工具并保證它們能夠正常使用：

• Python 2.7.1x；
• PyCharm社區(qū)版或?qū)I(yè)版；
• EVE-NG，網(wǎng)絡(luò)仿真器的安裝和配置請參閱第3章。

本章中出現(xiàn)的所有腳本請參見GitHub網(wǎng)站。

SSH和Telnet的不同之處在于客戶端與服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)的通道不一樣。SSH使用的是安全鏈路，在客戶端和設(shè)備之間創(chuàng)建了一個(gè)使用不同的安全機(jī)制進(jìn)行加密的隧道，通信內(nèi)容很難被解密。因此在需要保證網(wǎng)絡(luò)安全的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)工程師會(huì)首先選擇使用SSH協(xié)議。

Paramiko庫遵循SSH2協(xié)議，支持身份驗(yàn)證，密鑰處理（DSA、RSA、ECDSA和ED25519），以及其他SSH功能（如proxy命令和SFTP）。在Python中當(dāng)需要使用SSH連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)通常使用這個(gè)庫。

Paramiko是Python中應(yīng)用最廣的SSH模塊。模塊本身使用Python語言編寫和開發(fā)，只有像crypto這樣的核心函數(shù)才會(huì)用到C語言。從其GitHub官方鏈接上能夠看到代碼的貢獻(xiàn)者和模塊歷史等諸多信息。

打開Windows cmd或Linux shell，運(yùn)行下面的命令，從PyPI下載最新的Paramiko模塊。如下圖所示，同時(shí)，該命令會(huì)自動(dòng)下載其他依賴包（如cyrptography、ipaddress和six），并將它們安裝到計(jì)算機(jī)上。

在命令行中輸入Python，然后導(dǎo)入Paramiko模塊，驗(yàn)證是否安裝成功。如下圖所示，正確安裝之后，能夠成功導(dǎo)入模塊。也就是說，命令行上不會(huì)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤提示。

如前所述，要使用Paramiko模塊，首先需要在Python腳本中導(dǎo)入它，然后通過繼承SSHClient()來創(chuàng)建SSH客戶端。然后，設(shè)置Paramiko的參數(shù)，使其能夠自動(dòng)添加任意未知的主機(jī)密鑰并信任與服務(wù)器之間的連接。接下來，將遠(yuǎn)程主機(jī)的信息（IP地址、用戶名和密碼等）傳遞給connect函數(shù)。

#!/usr/bin/python__author__ = 'Bassim Aly'__EMAIL__ = 'basim.alyy@gmail.com'import paramikoimport timeChannel = paramiko.SSHClient()Channel.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())Channel.connect(hostname='10.10.88.112', username='admin',password='access123', look_for_keys=False,allow_agent=False)shell = Channel.invoke_shell()

AutoAddPolicy()是一種策略，可以作為函數(shù)set_missing_host_key_policy()的輸入?yún)?shù)。在虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中推薦使用這種策略，但在生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)當(dāng)使用更加嚴(yán)格的策略，如WarningPolicy()或RejectPolicy()。

最后，invoke_shell()將啟動(dòng)一個(gè)連接到SSH服務(wù)器的交互式shell會(huì)話。在調(diào)用該函數(shù)時(shí)可以傳入一些其他參數(shù)（如終端類型、寬度、高度等）。

Paramiko的連接參數(shù)如下。

• Look_For_Keys：默認(rèn)為True，強(qiáng)制Paramiko使用密鑰進(jìn)行身份驗(yàn)證。也就是說，用戶需要使用私鑰和公鑰對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行身份驗(yàn)證。在這里使用密碼驗(yàn)證，因此將該參數(shù)設(shè)置為False。
• allow_agent：表示是否允許連接到SSH代理，默認(rèn)為True。在用密鑰驗(yàn)證時(shí)可能需要使用這個(gè)選項(xiàng)。由于這里使用的是用戶名/密碼，因此禁用它。

最后一步，把各種命令（如show ip int b和show arp）發(fā)送到設(shè)備終端，并將返回結(jié)果輸出到Python窗口中。

腳本運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

如果需要在遠(yuǎn)程設(shè)備上執(zhí)行耗時(shí)很長的命令，就要強(qiáng)制Python等待一段時(shí)間，直到設(shè)備生成輸出并將結(jié)果返回給Python，因此最好使用time.sleep()。否則，Python可能得不到正確的輸出結(jié)果。

netmiko是Paramiko的增強(qiáng)版本，專門面向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。雖然Paramiko能夠處理與設(shè)備的SSH連接并判斷設(shè)備類型是服務(wù)器、打印機(jī)還是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但netmiko在設(shè)計(jì)時(shí)針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做了優(yōu)化，能夠更有效地處理SSH連接。netmiko還支持各種不同的設(shè)備廠商和平臺(tái)。

netmiko也是對Paramiko的封裝，它使用許多其他增強(qiáng)功能擴(kuò)展了Paramiko，比如使用啟用的密碼直接訪問所支持的設(shè)備，從文件讀取配置并將推送到設(shè)備，在登錄期間禁用分頁顯示，以及默認(rèn)在每條命令后面加上回車符'\n'。

netmiko支持許多供應(yīng)商的設(shè)備，并定期在支持列表中添加新的供應(yīng)商。netmiko支持的供應(yīng)商列表分為定期測試類、有限測試類和實(shí)驗(yàn)類。在該模塊的GitHub頁面上可以找到這個(gè)列表。

定期測試類中支持的供應(yīng)商如下圖所示。

有限測試類中支持的供應(yīng)商如下圖所示。

實(shí)驗(yàn)類中支持的供應(yīng)商如下圖所示。

安裝netmiko非常簡單。打開Windows命令行窗口或Linux shell，執(zhí)行下面的命令就可以從PyPI獲取最新版本的netmiko包（見下圖）。

pip install netmiko

然后，在Python shell中導(dǎo)入netmiko，驗(yàn)證模塊是否正確地安裝到Python site-packages中。

現(xiàn)在該開始使用netmiko了，讓我們來看看它強(qiáng)大的SSH功能。首先連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并在上面執(zhí)行命令。默認(rèn)情況下，netmiko在建立會(huì)話（session）的過程中會(huì)在后臺(tái)處理許多操作（如添加未知的SSH密鑰主機(jī)，設(shè)置終端類型、寬度和高度），在需要的時(shí)候還可以進(jìn)入特權(quán)（enable）模式，然后通過運(yùn)行供應(yīng)商提供的命令來禁用分頁。

首先，以字典格式定義設(shè)備并提供下列5個(gè)必需的關(guān)鍵信息。

R1 = (    'device type ': 'cisco ios',    'ip': '10.10.88.110',    'username': 'admin',    'password': 'access123',    'secret': 'access123',}

第一個(gè)參數(shù)是device_type，為了執(zhí)行正確的命令，需要使用這個(gè)參數(shù)來定義平臺(tái)供應(yīng)商。然后，需要SSH的IP地址。如果已經(jīng)使用DNS解析了IP地址，該參數(shù)可能是主機(jī)名；否則，該參數(shù)是IP地址。接下來，提供username、password以及以secret參數(shù)傳遞的特權(quán)模式的密碼。注意，可以使用getpass()模塊隱藏密碼，并且只在腳本執(zhí)行期間提示它們。

雖然變量中的密鑰序列不重要，但是為了使netmiko能夠正確解析字典并開始和設(shè)備建立連接，密鑰的名稱應(yīng)該和之前示例中提供的密鑰完全一樣。

接下來，從netmiko模塊導(dǎo)入ConnectHandler函數(shù)，并提供定義的字典來開始建立連接。因?yàn)樗械脑O(shè)備是通過特權(quán)模式的密碼配置的，所以需要為創(chuàng)建的連接提供.enable()，以在特權(quán)模式下訪問。使用.send_command()在路由器終端上執(zhí)行命令，.send_command()將會(huì)執(zhí)行命令并通過變量的值顯示設(shè)備的輸出。

腳本輸出結(jié)果如下。

注意，這里看到的輸出結(jié)果去掉了命令行中的命令回顯和設(shè)備提示符。默認(rèn)情況下，netmiko會(huì)替換設(shè)備的返回結(jié)果，使輸出更加整潔，替換過程通過正則表達(dá)式完成，這部分會(huì)在下一章中介紹。

如果不想使用這種方式，而是希望看到命令提示符，并在返回結(jié)果的后面執(zhí)行命令，可以在.send_command()函數(shù)中加上以下參數(shù)。

output = connection.send_command('show ip intb',strip_command=False,strip_prompt=False)

strip_command=False和strip_prompt=False告訴netmiko保留而不是替換命令行回顯和提示符。默認(rèn)情況下它為True，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。

netmiko可以通過SSH配置遠(yuǎn)程設(shè)備，通過.config方法進(jìn)入設(shè)備的配置模式，然后按照list格式中的信息（配置列表）配置設(shè)備。配置列表可以直接寫在Python腳本中，也可以從文件中讀取，然后用readlines()方法轉(zhuǎn)換為列表。

上面的腳本以另外一種形式連接到SW2并進(jìn)入特權(quán)模式。但這次使用的是另一個(gè)netmiko方法——send_config_set()，該方法需要使用列表形式的配置文件，同時(shí)進(jìn)入設(shè)備的配置模式并根據(jù)列表對設(shè)備進(jìn)行配置。這里測試了一個(gè)簡單的配置，即修改gig0/1和gig0/2，并將這兩個(gè)端口配成trunk模式。在設(shè)備上執(zhí)行show run命令時(shí)，如果命令執(zhí)行成功，會(huì)出現(xiàn)類似下面的輸出。

在設(shè)計(jì)Python腳本時(shí)，我們可能會(huì)假設(shè)設(shè)備已啟動(dòng)并運(yùn)行，并且用戶已提供了正確的登錄信息，但實(shí)際情況并非總是如此。有時(shí)Python和遠(yuǎn)程設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接可能存在問題，或者用戶輸入了錯(cuò)誤的登錄信息。如果發(fā)生這種情況，Python通常會(huì)拋出異常并退出，但這種解決方案顯然不夠完美。

netmiko中的異常處理模塊netmiko.ssh_exception提供的一些異常處理類可以處理上面所說的那些情況。第一個(gè)類AuthenticationException能夠捕獲遠(yuǎn)程設(shè)備中的身份驗(yàn)證錯(cuò)誤。第二個(gè)類NetMikoTimeoutException能夠捕獲netmiko和設(shè)備之間的超時(shí)或任何連接問題。下面的例子中使用try-except子句包含了ConnectHandler()方法，用來捕獲超時(shí)和身份驗(yàn)證異常。

from netmiko import ConnectHandlerfrom netmiko.ssh_exception import AuthenticationException,NetMikoTimeoutExceptiondevice = {    'device_type': 'cisco_ios',    'ip': '10.10.88.112',    'username': 'admin',    'password': 'access123',    'secret': 'access123',}print '########## Connecting to Device {0}############'.format(device['ip'])try:    net_connect = ConnectHandler(**device)    net_connect.enable()    print '***** show ip configuration of Device *****'    output = net_connect.send_command('show ip int b')    print output    net_connect.disconnect()except NetMikoTimeoutException:    print '=========== SOMETHING WRONG HAPPEN WITH {0}============'.format(device['ip'])except AuthenticationException:    print '========= Authentication Failed with {0}============'.format(device['ip'])except Exception as unknown_error:    print '============ SOMETHING UNKNOWN HAPPEN WITH {0} ============'

netmiko提供了一種可以“猜測”設(shè)備類型和發(fā)現(xiàn)設(shè)備的機(jī)制。通過組合使用SNMP發(fā)現(xiàn)OIDS和在遠(yuǎn)程控制臺(tái)上執(zhí)行多個(gè)show命令這兩種方式，根據(jù)輸出字符串檢測路由器的操作系統(tǒng)和類型。然后，netmiko將相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序加載到ConnectHandler()類中。

在上面的腳本中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

首先，設(shè)備字典中的device_type等于autodetect，也就是告訴netmiko在檢測到設(shè)備類型之前不要加載驅(qū)動(dòng)程序。

然后，使用netmiko的SSHDetect()類發(fā)現(xiàn)設(shè)備。它使用SSH連接到設(shè)備，并執(zhí)行一些命令以找出操作系統(tǒng)的類型，結(jié)果以字典形式返回。

接著，使用autodetect()函數(shù)將匹配度最高的結(jié)果賦給device_type變量。

接下來，輸出potential_matches，查看字典內(nèi)的全部返回結(jié)果。

最后，可以更新設(shè)備字典并為其分配新的device_type。

Telnet是TCP/IP協(xié)議棧中最早可用的協(xié)議之一，主要用來在服務(wù)器和客戶端之間建立連接、交換數(shù)據(jù)。服務(wù)器端監(jiān)聽TCP端口23，等待客戶端的連接請求。

在下面的例子中，我們將創(chuàng)建一個(gè)Python腳本作為Telnet客戶端，拓?fù)渲械钠渌酚善骱徒粨Q機(jī)則作為Telnet服務(wù)器。Python原生的telnetlib庫已經(jīng)支持Telnet，所以不需要另外安裝。

客戶端對象可以通過telnetlib模塊中的Telnet()類實(shí)例化創(chuàng)建。通過這個(gè)對象，我們能夠使用telnetlib中的兩個(gè)重要函數(shù)——read_until()（用于讀取輸出結(jié)果）和write()（用于向遠(yuǎn)程設(shè)備寫入內(nèi)容）。這兩個(gè)函數(shù)用來和Telnet連接交互，從Telnet連接讀取或向Telnet連接寫入數(shù)據(jù)。

還有一點(diǎn)非常關(guān)鍵，使用read_until()讀取Telnet連接的內(nèi)容之后緩沖區(qū)會(huì)被清空，無法再次讀取。因此，如果在后面的處理中還會(huì)用到之前讀取的重要數(shù)據(jù)，需要在腳本里將其另存為變量。

Telnet數(shù)據(jù)以明文形式發(fā)送，因此通過“中間人攻擊”可以捕獲并查看到Telnet數(shù)據(jù)，如用戶信息和密碼。即便如此，一些服務(wù)提供商和企業(yè)仍然在使用它，只是他們會(huì)集成VPN和radius/tacacs協(xié)議，以提供輕量級(jí)和安全的訪問方式。

讓我們一步步分析這個(gè)腳本。

（1）在Python腳本中導(dǎo)入telnetlib模塊，在變量中定義用戶名和密碼。代碼如下。

import telnetlibusername = 'admin'password = 'access123'enable_password = 'access123'

（2）定義一個(gè)變量，用來和遠(yuǎn)程主機(jī)建立連接。注意，只需要提供遠(yuǎn)程主機(jī)的IP地址，不用在連接建立過程中提供用戶名或密碼。

（3）通過讀取Telnet連接返回的輸出并搜索“Username:”關(guān)鍵字來提供Telnet連接的用戶名。然后寫入管理員用戶名。如果需要，用同樣的方法輸入Telnet密碼。

cnx.read_until('Username:')cnx.write(username + '\n')cnx.read_until('Password:')cnx.write(password + '\n')cnx.read_until('>')cnx.write('en' + '\n')cnx.read_until('Password:')cnx.write(enable_password + '\n')

Telnet連接建好之后，在腳本中加上控制臺(tái)提示符非常重要；否則，連接將陷入死循環(huán)。接著Python腳本就會(huì)超時(shí)并出現(xiàn)錯(cuò)誤。

（4）向Telnet連接寫入show ip interface brief命令并開始讀取返回內(nèi)容，直到出現(xiàn)路由器提示符（#）為止。通過以下命令可以得到路由器的接口配置。

完整的腳本如下所示。

腳本運(yùn)行結(jié)果如下所示。

注意，在輸出中包含了執(zhí)行的命令show ip int b，并且在stdout中輸出和返回了路由器提示符'R1#'。可以使用內(nèi)置的字符串函數(shù)（如replace()）從輸出中清除它們。

cleaned_output = output.replace('show ip int b','').replace('R1#','')print cleaned_output

你可能已經(jīng)注意到腳本中使用了密碼并將密碼以明文形式寫下來，這樣做顯然是不安全的。同時(shí)，在Python腳本中使用硬編碼也不是好習(xí)慣。在下一節(jié)中，我們將學(xué)習(xí)如何隱藏密碼并設(shè)計(jì)一種機(jī)制，從而在腳本運(yùn)行時(shí)要求用戶輸入密碼。

此外，如果要執(zhí)行那些輸出結(jié)果可能跨越多個(gè)頁面的命令（如show running config），則需要在連接到設(shè)備之后和發(fā)送命令之前，先通過發(fā)送termindl length 0來禁用分頁。

在上一節(jié)中，我們通過執(zhí)行show ip int brief簡單介紹了telnetlib的操作過程?，F(xiàn)在我們要用telnetlib將VLAN配置推送到實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械?臺(tái)交換機(jī)。使用Python的range()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)VLAN列表，遍歷列表將VLAN ID推送到當(dāng)前交換機(jī)。注意，我們將交換機(jī)的IP地址放到了另一個(gè)列表中，使用外部for循環(huán)來遍歷這個(gè)列表。同時(shí)使用內(nèi)置模塊getpass隱藏控制臺(tái)中的密碼，在腳本運(yùn)行時(shí)提示用戶輸入密碼。

最外層的for循環(huán)用來遍歷設(shè)備列表，然后在每次循環(huán)（每個(gè)設(shè)備）中生成范圍為300～400的VLAN ID并將它們推送到當(dāng)前設(shè)備。

腳本運(yùn)行結(jié)果如下。

當(dāng)然，也可以通過交換機(jī)控制臺(tái)檢查運(yùn)行結(jié)果（僅顯示部分結(jié)果）。

管理和操作IP地址是網(wǎng)絡(luò)工程師最重要的任務(wù)之一。Python開發(fā)人員提供了一個(gè)令人驚嘆的庫—— netaddr，它可以識(shí)別IP地址并對其進(jìn)行處理。假設(shè)你開發(fā)了一個(gè)應(yīng)用程序，其中需要獲取129.183.1.55/21的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，通過模塊內(nèi)的內(nèi)置方法network和broadcast可以輕松地獲取到相應(yīng)的地址。

net.network129.183.0.net.broadcast129.183.0.0

netaddr支持很多功能。

在第3層的地址中，netaddr支持下列功能。

• 識(shí)別IPv4和IPv6地址、子網(wǎng)、掩碼和前綴。
• 對IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行迭代、切片、排序、匯總和分類。
• 處理各種格式（CIDR、任意子網(wǎng)長度、nmap）。
• 對IP地址和子網(wǎng)進(jìn)行集合操作（聯(lián)合、交叉等）。
• 解析各種不同的格式和符號(hào)。
• 查找IANA IP塊信息。
• 生成DNS反向查找結(jié)果。
• 檢索超網(wǎng)和生成子網(wǎng)。

在第2層的地址中，netaddr支持下列功能。

• 展示和操作Mac地址與EUI-64標(biāo)識(shí)符。
• 查找IEEE組織信息（OUI、IAB）。
• 生成鏈路本地的IPv6地址。

使用pip安裝netaddr模塊，命令如下。

安裝完成之后打開PyCharm或Python控制臺(tái)并導(dǎo)入模塊，驗(yàn)證模塊是否安裝成功。如果沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤信息，說明模塊安裝成功。

python>>>import netaddr

netaddr模塊提供了兩種重要的方法來定義IP地址并對其進(jìn)行處理。第一種方法是IPAddress()，它用來定義具有默認(rèn)子網(wǎng)掩碼的單個(gè)有類IP地址。第二種方法是IPNetwork()，它使用CIDR定義無類IP地址。

兩種方法都將IP地址作為字符串來處理，根據(jù)字符串返回IP地址或IP網(wǎng)絡(luò)對象。返回的對象還可以繼續(xù)執(zhí)行許多方法，比如判斷IP地址是單播地址、多播地址、環(huán)回地址、私有地址還是公有地址，以及地址有效還是無效地址。這些操作的結(jié)果是True或False。在Python的if條件中可以直接使用這些方法。

另外，該模塊支持使用==、＜和＞等比較運(yùn)算符比較兩個(gè) IP 地址，從而生成子網(wǎng)。它還可以檢索一個(gè)給定IP地址或者子網(wǎng)術(shù)語的超網(wǎng)列表。最終，netaddr模塊可以生成有效主機(jī)的一個(gè)完整列表（不包括網(wǎng)絡(luò)IP地址和網(wǎng)絡(luò)廣播地址）。

在上面的腳本中，首先使用raw_input()函數(shù)請求用戶輸入IP地址和IP網(wǎng)絡(luò)，然后將輸入的值作為參數(shù)傳遞給兩個(gè)用戶方法check_ip_address()和operate_on_ip_network()并調(diào)用它們。第一個(gè)函數(shù)check_ip_address()會(huì)檢查輸入的IP地址，同時(shí)嘗試生成有關(guān)IP地址屬性的報(bào)告（例如，IP地址是單播、多播、私有還是環(huán)回地址），并將輸出返回給用戶。

第二個(gè)函數(shù)operate_on_ip_network()用來完成和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的操作，即生成網(wǎng)絡(luò)ID、掩碼、廣播、版本、網(wǎng)絡(luò)上的已知信息、IPv6地址的顯示方式，最后生成該子網(wǎng)內(nèi)的所有IP地址。

注意，net.info只能對公共IP地址生成可用信息，對私有IP地址不起作用。

同樣，在使用之前需要先從netaddr模塊導(dǎo)入IP Network和IP Address。

腳本運(yùn)行結(jié)果如下所示。

隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來越大，其中包含更多來自各種不同供應(yīng)商的設(shè)備，這就需要?jiǎng)?chuàng)建模塊化的Python腳本來自動(dòng)執(zhí)行各種任務(wù)。接下來的幾節(jié)將分析3個(gè)用例，這些用例可以從網(wǎng)絡(luò)中收集不同信息，縮短解決問題所需的時(shí)間，或者至少將網(wǎng)絡(luò)配置恢復(fù)到其上次已知的良好狀態(tài)。使用自動(dòng)化工作流來處理網(wǎng)絡(luò)故障、修復(fù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)工程師能夠更關(guān)心工作完成情況，提高業(yè)務(wù)水平。

備份設(shè)備配置對于任何一名網(wǎng)絡(luò)工程師來說都是最重要的任務(wù)之一。在這個(gè)用例中，我們將使用netmiko庫設(shè)計(jì)一個(gè)示例Python腳本。該腳本用來備份設(shè)備配置，它適用于不同的供應(yīng)商和平臺(tái)。

為方便日后訪問或引用，我們將根據(jù)設(shè)備IP地址格式化輸出文件名，例如，SW1備份操作的輸出文件保存在dev_10.10.88.111_.cfg中。

從定義交換機(jī)開始，我們希望將其配置備份為文本文件（設(shè)備文件），用逗號(hào)分隔訪問設(shè)備的用戶名、密碼等詳細(xì)信息。這樣就可以在Python腳本中使用split()函數(shù)來獲取這些數(shù)據(jù)，方便在ConnectHandler函數(shù)中使用這些數(shù)據(jù)。此外，還可以從Microsoft Excel工作表或任何數(shù)據(jù)庫中輕松導(dǎo)出該文件以及把該文件導(dǎo)入其中。

文件結(jié)構(gòu)如下。

<device_ipaddress>,<username>,<password>,<enable_password>,<vendor>

創(chuàng)建Python腳本，使用with open子句在腳本中導(dǎo)入該文件。在導(dǎo)入的文件對象上使用readlines()方法將文件中的每一行組成列表，然后用for循環(huán)逐行遍歷文件，用split()函數(shù)獲取每一行中用逗號(hào)隔開的設(shè)備信息，并將它們賦予相應(yīng)的變量。

由于我們的目標(biāo)是創(chuàng)建模塊化的、支持多種設(shè)備供應(yīng)商的腳本，因此在if子句中需要檢查設(shè)備供應(yīng)商，并為該設(shè)備分配正確的device_type和backup_command。

接下來，建立與設(shè)備的SSH連接，使用netmiko模塊中的.send_command()方法執(zhí)行備份命令。

print str(datetime.now()) + ' Connecting to device {}' .format(ipaddr)net_connect = ConnectHandler(device_type=device_type,                             ip=ipaddr,                             username=username,                             password=password,                             secret=enable_password)net_connect.enable()running_config = net_connect.send_command(backup_command)print str(datetime.now()) + ' Saving config from device {}' .format(ipaddr)f = open( 'dev_' + ipaddr + '_.cfg', 'w')f.write(running_config)f.close()print '=============================================='

在最后的幾行中，以寫入方式打開一個(gè)文件（文件不存在時(shí)將自動(dòng)創(chuàng)建），文件名中包含了前面從設(shè)備文件中讀取的ipaddr變量。

腳本運(yùn)行結(jié)果如下。

需要注意的是，備份的配置文件存儲(chǔ)在項(xiàng)目的主目錄中，文件名稱包含每個(gè)設(shè)備的IP地址（見下圖）。

使用Linux服務(wù)器上的cron任務(wù)，或Windows服務(wù)器上的計(jì)劃任務(wù)，可讓服務(wù)器在指定時(shí)間運(yùn)行上面的Python腳本。例如，每天凌晨運(yùn)行一次，將配置信息存儲(chǔ)在latest目錄中，以方便運(yùn)維團(tuán)隊(duì)使用。

在Python或其他編程活動(dòng)中，你就是自己的設(shè)備供應(yīng)商。為了滿足自己的需求，你可以創(chuàng)建任何喜歡的代碼組合和程序。在第二個(gè)例子中我們創(chuàng)建自己的終端（terminal），通過telnetlib訪問路由器。只需要在終端寫幾個(gè)單詞，就會(huì)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中執(zhí)行很多命令并返回輸出結(jié)果。輸出結(jié)果將會(huì)顯示在標(biāo)準(zhǔn)輸出或保存在文件中。

首先，建立到路由器的Telnet連接并輸入相應(yīng)的用戶信息，一直到打開特權(quán)（enable）模式。然后，創(chuàng)建一個(gè)始終為true的無限while循環(huán)，使用內(nèi)置的raw_input()函數(shù)捕捉用戶輸入的命令。腳本捕獲到用戶輸入之后，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上執(zhí)行這些命令。

如果用戶輸入關(guān)鍵字health或discover，終端將自動(dòng)執(zhí)行一系列命令以反映期望的操作。這些關(guān)鍵字在排除網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)非常有用，可以根據(jù)常用的操作自由擴(kuò)展它們。想象一下，在需要解決兩個(gè)路由器之間的開放式最短路徑優(yōu)先（Open Shortest Path First，OSPF）鄰居問題時(shí)，只要打開自己的Python終端腳本（這個(gè)腳本中已經(jīng)寫好了幾個(gè)排除故障常用的命令），并將這些命令打包到諸如tshoot_ospf之類的if條件之后。一旦腳本看到這個(gè)關(guān)鍵字，它就會(huì)執(zhí)行這些命令，輸出OSPF鄰居狀態(tài)、MTU的接口、OSPF的廣播網(wǎng)絡(luò)等，簡化定位問題的過程。

通過在提示符中輸入health嘗試腳本中的第一條命令。腳本輸出結(jié)果如下。

可以看到，腳本將返回在設(shè)備上執(zhí)行多條命令后的結(jié)果。

接著試一下第二個(gè)命令discover。腳本輸出結(jié)果如下。

這次腳本返回discover命令的輸出。在后面的章節(jié)中，我們將會(huì)解析返回的輸出結(jié)果并從中提取有用的信息。

網(wǎng)絡(luò)和IT工程師始終使用Excel工作表來存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)信息，如IP地址、設(shè)備供應(yīng)商和登錄憑證。Python支持從Excel工作表中讀取數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理，以便我們在腳本中使用數(shù)據(jù)。

在這個(gè)用例中，我們將使用Excel Read（xlrd）模塊讀取UC3_devices.xlsx文件。該文件保存了基礎(chǔ)設(shè)施的主機(jī)名、IP地址、用戶名、普通密碼、特權(quán)模式下的密碼和供應(yīng)商名稱。然后將讀到的數(shù)據(jù)用作netmiko模塊的輸入。

Excel工作表中的內(nèi)容如下圖所示。

首先，用pip安裝xlrd模塊，因?yàn)樾枰盟鼇碜x取Microsoft Excel工作表。

pip install xlrd

xlrd模塊能夠讀取Excel工作表并將行和列轉(zhuǎn)換為矩陣。比如，row[0][0]代表第一行第一列的單元格，右邊緊接著它的單元格是row[0][1]（見下圖），以此類推。

xlrd在讀取工作表時(shí)，每次讀取一行，同時(shí)特殊計(jì)數(shù)器nrows（行數(shù)）自動(dòng)加1。同樣，每次讀取一列，ncols（列數(shù)）自動(dòng)加1，這樣我們就能夠通過這兩個(gè)參數(shù)知道矩陣的大小。

然后，在xlrd的open_workbook()函數(shù)中輸入文件路徑，并用sheet_by_index()或sheet_by_name()函數(shù)訪問工作表。在本例中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第一個(gè)工作表（index = 0）中，工作表文件存儲(chǔ)在以章為名的文件夾下。接著，遍歷工作表的每一行，或者使用row()函數(shù)來訪問指定行。返回的輸出結(jié)果是一個(gè)列表，使用索引可以訪問列表中的元素。

Python腳本如下。

使用netmiko可以實(shí)現(xiàn)很多網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化用例。例如，在升級(jí)期間從遠(yuǎn)程設(shè)備上傳/下載文件，利用Jinja2模板加載配置，訪問終端服務(wù)器，訪問終端設(shè)備等。要了解更多用例，請參見GitHub官網(wǎng)（見下圖）。

在本章中，我們開始使用Python進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化世界。本章討論了Python中的一些工具，通過Telnet和SSH建立到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的連接，并在遠(yuǎn)程設(shè)備上執(zhí)行命令。此外，本章還講述了如何在netaddr模塊的幫助下處理IP地址和網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)。最后通過兩個(gè)實(shí)際用例鞏固了這些知識(shí)。

本文摘自：《Python自動(dòng)化運(yùn)維實(shí)戰(zhàn)》

• 運(yùn)維工程師教程書籍，自動(dòng)化運(yùn)維實(shí)踐
• 通過Python模塊、庫與工具自動(dòng)配置和管理大量服務(wù)器的講解，提高運(yùn)維的效率

《Python自動(dòng)化運(yùn)維實(shí)戰(zhàn)》介紹了如何通過Python來自動(dòng)完成服務(wù)器的配置與管理，自動(dòng)完成系統(tǒng)的管理任務(wù)（如用戶管理、數(shù)據(jù)庫管理和進(jìn)程管理），以及完成這些工作所需的模塊、庫和工具。此外，本書還講述了如何使用Python腳本自動(dòng)執(zhí)行測試，如何通過Python在云基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬機(jī)上自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，如何使用基于Python的安全工具自動(dòng)完成與安全相關(guān)的任務(wù)。

本書適合運(yùn)維人員和開發(fā)人員閱讀，也可作為相關(guān)專業(yè)人士的參考書。