基于python的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置自動(dòng)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于python的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置自動(dòng)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化主要是應(yīng)對(duì)當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所產(chǎn)生繁雜的工作量，其所需要的人工成本，時(shí)間成本不斷增加，因此通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化進(jìn)行一些簡(jiǎn)單而重復(fù)的配置顯得尤為重要。網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化不僅縮短了網(wǎng)絡(luò)配置的時(shí)間，同時(shí)提高了工作效率，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)日益龐大的今天具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義與價(jià)值。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化；Python；Paramiko一、網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀1.網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化的重要性十年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了翻天覆地的變化，核心連接速度從千兆時(shí)代邁向萬(wàn)兆時(shí)代，連接速度的發(fā)展速度早已超過(guò)了交換機(jī)的連接速度和端口密度的發(fā)展速度。但對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置方式卻還停留在傳統(tǒng)的配置方式，并沒(méi)有因設(shè)備的發(fā)展而發(fā)展。時(shí)至今日，命令行界面在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置工作中仍然占有著十分重要的地位。許多企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)配置人員還是在使用傳統(tǒng)的手動(dòng)方式來(lái)配置與管理數(shù)以千計(jì)的端口。2.設(shè)計(jì)意義及現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化主要是應(yīng)對(duì)當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所產(chǎn)生繁雜的工作量，其所需要的人工成本，時(shí)間成本不斷增加，因此通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化進(jìn)行一些簡(jiǎn)單而重復(fù)的配置顯得尤為重要。網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化不僅縮短了網(wǎng)絡(luò)配置的時(shí)間，同時(shí)提高了工作效率，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)日益龐大的今天具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義與價(jià)值。近幾年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的興起，以Python為主的編程能力已成為網(wǎng)絡(luò)配置人員的基本需求。自動(dòng)化運(yùn)維的發(fā)展階段主要有純手工階段、腳本階段、工具階段。其中純手工階段由于繁雜重復(fù)的對(duì)系統(tǒng)機(jī)型配置與日常管理已經(jīng)漸漸不適應(yīng)當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的速度。而腳本階段與工具階段都在雙管齊下的發(fā)展。二、網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化需求分析1.網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化系統(tǒng)功能需求分析網(wǎng)絡(luò)配置有各種經(jīng)常配置的配置項(xiàng)和配置文件。手動(dòng)地配置交換機(jī)、路由器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置不僅是一個(gè)費(fèi)時(shí)的過(guò)程，而且還經(jīng)常會(huì)出錯(cuò)。利用Python語(yǔ)言可以用來(lái)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置的一個(gè)腳本，能夠檢查配置錯(cuò)誤的設(shè)備，并允許管理員在不停機(jī)情況下處理錯(cuò)誤。自動(dòng)劃分VLAN或進(jìn)行批量化的配置操作，從而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)工作人員的工作流程，提高工作人員的工作效率。2.網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化模擬器系統(tǒng)功能需求分析eNSP(EnterpriseNetworkSimulationPlatform)是華為為廣大用戶(hù)開(kāi)發(fā)的一款圖形化操作的網(wǎng)絡(luò)仿真工具，軟件可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備進(jìn)行仿真，完美呈現(xiàn)出對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行配置使用體驗(yàn)，可以支持大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)模擬，甚至可以做模擬器與真實(shí)的設(shè)備相連接的實(shí)驗(yàn)，為廣大用戶(hù)在虛擬的環(huán)境中能夠模擬演練，為用戶(hù)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供了方便。三、網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案采用的是模塊化的設(shè)計(jì)方法，模塊化方法作為軟件開(kāi)發(fā)中的一種設(shè)計(jì)方法，就是把一個(gè)待開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)分解成若干小的部分，對(duì)復(fù)雜的事情進(jìn)行簡(jiǎn)單化的處理。模塊化方法主要涉及設(shè)計(jì)的規(guī)則：把系統(tǒng)進(jìn)行分解，分解成三個(gè)或多個(gè)小的模塊。每一個(gè)小的模塊都可以進(jìn)行獨(dú)立的開(kāi)發(fā)與測(cè)試，最后再組裝成整個(gè)軟件。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分解，以得到模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法、功能分解法、數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)等。新的配置通過(guò)連接模塊建立連接，然后通過(guò)應(yīng)用模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，最后在驗(yàn)證模塊中判斷是否成功，并返回相應(yīng)的信息。在連接模塊中通過(guò)SHClient類(lèi)的set_missing_host_key_policy方法與設(shè)備建立遠(yuǎn)程連接并進(jìn)行一個(gè)設(shè)備登錄的驗(yàn)證，在建立驗(yàn)證后,就可以將我們所需要進(jìn)行的新配置發(fā)送到相應(yīng)的設(shè)備上進(jìn)行配置，并返回一個(gè)相應(yīng)配置的內(nèi)容以方便我們進(jìn)行相應(yīng)的判斷，最后在驗(yàn)證模塊的配合下對(duì)設(shè)備的配置的成功與否進(jìn)行一個(gè)判斷，并列舉出相應(yīng)配置失敗的設(shè)備，方便使用者進(jìn)行一個(gè)相應(yīng)的判斷。2.連接模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通過(guò)在Python中導(dǎo)入Paramiko模塊來(lái)建立SSH遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制，通過(guò)sys模塊中的argv[]函數(shù)用來(lái)獲取外部的IP地址文件再搭配forloop來(lái)循環(huán)讀取IP地址來(lái)批量登錄網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在設(shè)備上配置好的SSH用戶(hù)信息建立遠(yuǎn)程連接訪問(wèn)。設(shè)備登錄成功后便會(huì)反饋”成功登錄到+設(shè)備的IP地址”提示登錄成功。3.應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)同連接模塊讀取IP地址一樣，我們通過(guò)sys模塊中的argv[]函數(shù)用來(lái)獲取外部的IP地址文件再搭配forloop來(lái)循環(huán)讀取我們所需要的配置命令來(lái)批量獲取我們所需要的命令，此時(shí)sys.argv便是[AT.py，ip.txt，cmc.txt]這個(gè)含有三個(gè)元素的列表。搭配sys.argv，與連接模塊的IP地址一樣，我們可以很靈活地選用我們腳本需要調(diào)用的參數(shù)(文本文件)，而無(wú)需反反復(fù)復(fù)地修改腳本代碼。。4.驗(yàn)證模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通過(guò)驗(yàn)證模塊搭配for循環(huán)下的tryexcept異常處理語(yǔ)句，以處理由于批量登錄網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)登錄失敗造成Python腳本執(zhí)行失敗的問(wèn)題。在for循環(huán)下使用tryexcept通過(guò)socket模塊來(lái)處理目標(biāo)主機(jī)不可達(dá)并返回一個(gè)socket.error的問(wèn)題，用excpetparamiko.ssh_exception.AuthenticationException：來(lái)處理用戶(hù)名與密碼不匹配時(shí)返回的錯(cuò)誤。然后使用for循環(huán)，打印出switchwithauthenticationissue和switchnotreachable兩個(gè)列表里的元素，這樣就能明確的分辨出哪些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的錯(cuò)誤是由于遠(yuǎn)程登錄用戶(hù)名或密碼錯(cuò)誤引起的，那些錯(cuò)誤是由于鏈路不可達(dá)引起的。方便我們對(duì)有問(wèn)題的設(shè)備進(jìn)行排錯(cuò)。四、展望本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)雖然可以解決網(wǎng)絡(luò)配置工作中的絕大部分需要重復(fù)性配置的工作，但限于時(shí)間緊迫與個(gè)人能力水平有限的原因，該系統(tǒng)與理想中的自動(dòng)化程度還是存在著巨大的差距的，目前該系統(tǒng)對(duì)一些網(wǎng)絡(luò)配置工作仍然需要網(wǎng)絡(luò)配置工作人員人工來(lái)進(jìn)行配置，而且腳本執(zhí)行的效率與可靠性星然需要大量的優(yōu)化，雖然成為自動(dòng)化配置，但受制于顯示的網(wǎng)絡(luò)配置化境，未來(lái)仍然需要更多的計(jì)算機(jī)工作人員來(lái)完善網(wǎng)絡(luò)配置全自動(dòng)這個(gè)最終目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：[1]韓立剛,李圣春,韓利輝.華為HCNA路由與交換學(xué)習(xí)指南[M].北京:人民郵電出版社,2019:252-263.[2]AhmedJawadKadhim,JaberIbrahimNaser.ProactiveLoadBalancingMechanismforFogComputingSupportedbyParkedVehiclesinIoV-SDN[J].中國(guó)通信,2021,18(02):271-289.[3]ChaoBu,JinsongWang.ComputingtasksassignmentoptimizationamongedgecomputingserversviaSDN[J].Peer-to-PeerNetworkingandAppli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