63711-網絡自動化運維教程-課程標準

“網絡自動化運維”課程標準KC-0102281235-2020一、課程概要課程名稱中文：網絡自動化運維英文：NetDevOps課程代碼0102281235課程學分3.5課程學時共56學時，理論28學時，實踐28學時課程類別通識教育：￡基礎課程￡核心課程￡一般課程￡拓展專業(yè)課程專業(yè)教育：￡基礎課程￡核心課程R拓展課程課程性質R必修￡選修適用專業(yè)計算機網絡技術前導課程《Python編程基礎》、《路由和交換基礎》后續(xù)課程無開設學期第一學期第二學期第三學期第四學期第五學期第六學期√二、課程定位本課程是計算機網絡技術專業(yè)的一門專業(yè)拓展課程，是在學習《路由和交換基礎》、《Python編程基礎》課程后，進一步學習網絡自動化運維知識和技能的課程。在人才培養(yǎng)過程中，本課程支撐學生掌握利用Python語言實現(xiàn)面向對象編程、異常處理、XML和JSON格式數據的處理，利用telnetlab、paramiko、pysnmp、ncclient等網絡自動化模塊進行編程，以及Ansible和Nornir自動化運維工具的使用，掌握網絡系統(tǒng)自動化運維軟件的設計方法，具有初步的網絡系統(tǒng)自動化運維的開發(fā)能力。通過本課程的學習，使學生具備獨立完成網絡自動化運維系統(tǒng)的設計、開發(fā)的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，為勝任網絡管理員等崗位工作提供核心支撐。三、課程目標（一）素質（思政）目標培養(yǎng)學生愛黨愛社會主義、擔當民族復興大任的愛國情懷；培養(yǎng)學生對社會主義核心價值觀的情感認同和行為習慣；培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)、艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新、熱愛勞動的勞動精神；培養(yǎng)學生執(zhí)著專注、精益求精、一絲不茍、科技強國的工匠精神；培養(yǎng)學生標準意識、規(guī)范意識、安全意識、服務質量職業(yè)意識；培養(yǎng)學生嚴謹細致、踏實耐心、團隊協(xié)作、表達溝通的職業(yè)素質；培養(yǎng)學生具有良好的職業(yè)道德、規(guī)范操作意識；培養(yǎng)學生具有良好的技術交流和推廣應用必備的語言表達能力。（二）知識目標掌握Python的基本語法、常用數據類型、數據格式、異常處理和文件處理掌握網絡自動化運維的概念掌握SNMP的使用方法掌握NTP的使用方法掌握Python的telnetlib模塊的使用方法了解網絡設備巡檢和常見的網絡設備數據掌握Python的paramiko模塊掌握Python的netmiko模塊了解MG-SOFTMIBBrowser應用軟件掌握Python的PySNMP模塊掌握NETCONF協(xié)議掌握NETCONF客戶端掌握YAML建模語言的使用了解gRPC協(xié)議掌握RESTCONF協(xié)議的使用方法掌握Pythonrequests模塊的使用方法掌握YAML配置文件的使用方法掌握Ansible自動化運維工具的使用方法掌握Nomir的配置和使用方法掌握Scapy工具的基礎知識與使用方法（三）能力目標能夠安裝并使用Python集成開發(fā)環(huán)境能夠按照Python編程規(guī)范編寫基本的代碼，包括編寫調用函數、使用常用的數據類型和數據格式、能夠處理異常和文件能夠在網絡設備上配置SNMP和NTP使用telnetlib模塊自動下發(fā)網絡配置使用paramiko收集網絡設備基本信息實現(xiàn)網絡自動話巡檢使用netmiko模塊發(fā)現(xiàn)網絡拓撲獲取SNMP中的MIBku和OID配置MG-SOFTMIBBrowser應用軟件，讀取設備數據使用Python中的PySNMP模塊獲取網絡數據配置并使用NETCONF協(xié)議配置網絡設備會使用Pythonrequests模塊配置并使用RESTCONF協(xié)議配置網絡設備編寫YAML配置文件編寫Ansible模塊和劇本實現(xiàn)網絡自動話運維安裝Nomir并調用任務，收集網絡日志安裝并調用Scapy處理數據包四、課程設計1.課程設計理念與思路本課程立足網絡技術發(fā)展趨勢和實際應用對網絡技術人才需求，以網絡自動化運維為核心能力，以工作過程為導向，以真實應用場景為依據，從易到難，從簡單到復雜，遵循學生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，精心安排教學內容和實操項目，從而整合和序化教學內容。本課程采用理論講解和實際操作相結合、以小項目驅動的教學方法。課程的重點是在理解各網絡自動化運維的模塊的基本知識，掌握網絡自動化運維編程模塊和工具在實際場景中的應用。通過企業(yè)調研，對網絡工程師崗位中關于自動化運維的工作過程分析，提煉出自動化運維的典型工作任務，形成本課程的知識、能力和素質目標；將課程內容精選分解成四個章節(jié)共10個項目；強調以能力訓練為中心，針對每個項目具體能力要素的培養(yǎng)目標，精心選擇訓練任務，體現(xiàn)精訓精練，形成10個相互獨立、前后關聯(lián)、由易到難的實踐任務。

2.課程設計框架圖1“網絡自動化運維”課程框架圖

五、課程內容與要求表1課程內容與要求項目學習成果任務知識內容與要求技能內容與要求素質（思政）內容與要求理論實踐合計項目1Python編程基礎配置Python運行環(huán)境1.按照配置Python運行環(huán)境掌握Python基礎語法

掌握Python各種數據類型

掌握Python程序流程控制Python集成開發(fā)環(huán)境的安裝與使用

Python編程規(guī)范

Python數據類型使用介紹當前各種流行的編程語言，讓同學意識到中國在工業(yè)軟件上的差距112進行文件讀寫

使用Python網絡相關模塊2.進行文件讀寫

3.使用Python網絡相關模塊掌握Python面向對象

掌握Python文件處理

掌握Python異常處理Python讀寫文件及異常處理112編寫Ping工具4.Ping工具編寫掌握Python函數的概念Python函數編寫011項目2使用telnetlib下發(fā)網絡配置掌握SNMP、NTP和TELNET服務基本知識1.配置設備的SNMP服務

2.配置設備的NTP服務

3.配置設備的TELNET服務SNMP基礎知識

NTP基礎知識

TELNET基礎知識配置啟用并驗證設備的SNMP服務

配置啟用并驗證設備的NTP服務

配置啟用并驗證設備的TELNET服務202使用Python的telnetlib庫下發(fā)網絡設備配置并驗證4.安裝并使用telnetlib模塊下發(fā)配置并驗證設備的SNMP、NTP和TELNET服務112項目3使用paramiko實現(xiàn)網絡設備自動化巡檢了解網絡設備的自動化巡檢1.了解網絡設備巡檢

2.掌握網絡設備數據網絡設備的基本信息和網絡設備巡檢知識配置啟用并驗證設備的SSH服務介紹開源社區(qū)，目前課程是使用社區(qū)他人的貢獻，鼓勵同學們?yōu)樯鐓^(qū)做貢獻，提高我國程序員的地位112掌握paramiko模塊的使用3.掌握Python中的paramiko模塊的使用Paramiko模塊使用paramiko實現(xiàn)網絡設備自動化巡檢112項目4使用netmiko發(fā)現(xiàn)網絡拓撲配置并啟用網絡設備的LLDP協(xié)議1.處理JSON數據

2.在網絡設備上配置LLDP掌握JSON數據格式

了解LLDP協(xié)議配置啟用LLDP協(xié)議112掌握netmiko模塊的使用3.安裝并使用netmiko模塊和graphviz模塊繪制網絡拓撲掌握netmiko模塊使用netmiko發(fā)現(xiàn)網絡拓撲112項目5使用PySNMP獲取網絡數據了解SNMP協(xié)議1.了解MG-SOFTMIBBrowser應用軟件

2.了解SNMP協(xié)議

3.配置啟用網絡設備的SNMP協(xié)議了解MG-SOFTMIBBrowser應用軟件

掌握SNMP協(xié)議使用MG-SOFTMIBBrowser讀取設備的MIB一流產商做標準，我國要努力在標準上有話語權112使用PySNMP獲取網絡數據4.使用PySNMP模塊獲取網絡數據掌握PySNMP模塊使用PySNMP獲取網絡數據112項目6使用NETCONF協(xié)議配置網絡掌握XML數據格式1.掌握XML數據格式

2.掌握NETCONF協(xié)議掌握XML數據格式

掌握NETCONF協(xié)議配置啟用設備的NETCONF協(xié)議224使用ncclient配置網絡設備3.使用ncclient配置網絡設備掌握NETCONF客戶端ncclient使用NETCONF協(xié)議配置網絡設備224項目7使用RESTCONF協(xié)議配置網絡配置并啟用網絡設備的RESTCONF協(xié)議1.了解RESTful基本知識

2.掌握RESTCONF協(xié)議掌握RESTCONF協(xié)議使用HTTP客戶端通過RESTCONF配置網絡設備213使用requests模塊結合RESTCONF配置網絡設備3.使用requests模塊結合RESTCONF配置網絡設備掌握requests模塊的使用使用requests模塊通過RESTCONF協(xié)議配置網絡設備213項目8使用Ansible實現(xiàn)網絡自動化運維了解Ansible自動化運維工具1.掌握YAML文件格式

2.掌握Ansible自動化運維工具的背景知識YAML文件格式

Ansible基礎知識編寫YAML配置文件介紹自動化運維軟件的情況，鼓勵同學們使用和改進過程軟件的質量，引導學生構建工具化思維。112編寫資產清單并執(zhí)行Ansible簡單命令3.編寫資產清單

4.掌握Ansible自動化運維工具的安裝和配置掌握資產清單的格式

Ansible安裝和基本命令安裝和使用Ansible

編寫資產清單

執(zhí)行基本的Ansible命令224使用Ansible常用模塊4.使用Ansible常用模塊Ansible常用模塊使用Anbsible常用模塊123使用AnsiblePlaybook實現(xiàn)網絡自動化運維5.編寫AnsiblePlaybookAnsiblePlaybook的使用編寫并測試AnsiblePlaybook123項目9使用Nornir收集網絡日志安裝并調用Nornir任務1.安裝Nornir工具

2.調用Nornir任務掌握Nornir工具的基礎知識與用途

掌握Nornir配置文件的使用方法安裝并配置Nornir工具123使用Nornir收集網絡日志3.使用Nornir收集網絡日志了解Nornir插件測試Nornir常用插件112項目10使用Scapy處理數據包了解Scapy1.了解Scapy的具體作用

2.安裝Scapy工具了解Scapy的具體作用安裝Scapy工具112使用Scapy處理數據包3.調用Scapy函數

4.使用Scapy處理數據包了解Scapy函數調用Scapy函數

使用Scapy處理數據包112學時總計:56學時282856六、實施建議（一）課程團隊本課程負責人由學術造詣深厚、教學經驗豐富、教學特色鮮明、具有高級專業(yè)技術職務的教師擔任，并建立職稱、學歷、年齡等結構合理的專兼結合的“雙師型”教學團隊，每40人的標準班配備一名任課教師。專任教師應具有高校教師資格，計算機相關專業(yè)本科以上學歷，半年以上企業(yè)行業(yè)相關經歷，具有計算機網絡相關工作經歷或雙師資格優(yōu)先。兼職教師應具有計算機相關?？埔陨蠈W歷，兩年以上企業(yè)行業(yè)相關經歷。（二）教學條件1.硬件設施：支撐實驗實訓、仿真教學、數字化實訓、遠程實時教學等技術的硬件資源充足。2.軟件設施：擁有先進、齊備的可支撐課程教學的軟件系統(tǒng)。（三）教學方法與手段1.教學方法采用任務驅動法，以學生為中心，做中學、做中教。引入遞進拓展教學環(huán)節(jié)，給學生更多的思考空間，讓學生在基本任務的基礎之上進行擴展和進階，充分鍛煉學生設計能力，又有利于學生根據自身情況進行自主學習。在遞進拓展的基礎上分層次教學，將必須掌握的基本任務作為必做項目，將要求更高的擴展任務作為選做項目，學生根據自身的情況來選擇完成。在實踐教學環(huán)節(jié)，采用小組教學法，實現(xiàn)組內互助、組間互助，對于基本項目，由組長負責組內或組間交流，共同完成，以小組為單位計分，拓展項目按照組間合作方式，個人計分，這種課堂教學管理方式，極大地促進了學生的學習熱情，并督促學生互相學習、互相幫助，營造了很好的課堂學習氣氛。2.教學手段采用線上線下混合式教學模式，把一次課分成課前、課中、課后三個階段，課前學生根據任務進行線上“五步學習法”自主學習和仿真實訓，通過網絡與老師交流；課中教師主要針對課前學習存在的問題及重點難點集中講授，并開展學生實操、互動討論、遞進拓展和小結測驗等活動，達到運用知識、內化知識的目的；課后進行在線作業(yè)和輔導等活動。利用仿真軟件或者虛擬機仿真網絡設備，大大減少學生搭建實訓環(huán)境的時間，把注意力放在編程上。（四）教學資源開發(fā)與利用1.教材選用梁廣民、王隆杰、王金周、屈海洲.網絡運維自動化教程.北京,人民郵電出版社2024年3月.本書遵循網絡自動化運維工程師職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能的要求進行內容組織，采用“項目化教學”和“任務驅動”方式展開。本書分四篇，共計12個項目。內容覆蓋網絡自動化Python編程基礎、用于網絡自動化的Python模塊、用于配置與管理網絡的協(xié)議以及網絡自動化運維的常用工具?；A篇共一個項目，項目1為Python編程基礎；部署實施篇共四個項目，項目2為使用telnetlib下發(fā)網絡配置；項目3為使用paramiko實現(xiàn)網絡自動化巡檢；項目4為使用netmiko發(fā)現(xiàn)網絡拓撲；項目5為使用PySNMP獲取網絡數據；協(xié)議篇共三個項目，項目6為使用議NETCONF協(xié)議配置網絡；項目7為使用Telemetry實時監(jiān)控CPU和內存使用率；項目8為使用RESTCONF協(xié)議配置網絡；工具篇共四個項目，項目9為使用Ansible實現(xiàn)網絡自動化運維；項目10為使用Nornir收集網絡日志；項目11為使用scapy處理數據包；項目12為使用NMAP掃描網絡。本書是一本介紹網絡自動化運維理論知識和應用技能的教材，既可作為高職或應用型本科電子信息類專業(yè)學生的教材，也可作為參加華為HCIPDatacom網絡自動化開發(fā)者認證的學習者的閱讀材料，還可以作為網絡架構師、網絡運維工程師、網絡運維開發(fā)工程師、網絡與系統(tǒng)管理工程師等從業(yè)人員的閱讀材料。2.參考資料[1]鄭征.Python自動化運維快速入門（第2版）[M].清華大學出版社,2021年06月.[2]王印.網絡工程師的Python之路：網絡運維自動化實戰(zhàn)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2020年10月3.資源開發(fā)與利用表2教學資源一覽表資源類型資源名稱數量基本要求及說明基本教學資源教學課件（個）16每教學任務配備1個以上教學課件教學教案（個）28每次課1個教學任務，每教學任務配備1個教案微視頻（個/分鐘）數量≧40個時長≧400分鐘2-4學分課程：每個學分配備10個以上教學視頻、教學動畫等微視頻，每個學分微視頻時常不少于100分鐘；習題庫（道）≧1752-4學分課程：每個教學任務配備習題，每個學分配備的習題不少于50道，其中，開放式/非標準答案測驗題、案例題等綜合應用題不少于20%。每個習題均要提供答案及解析（五）教學評價1.教學評價思路課程以學生學業(yè)質量為導向，結合課程知識、技能、素質要求，探索形成了教師、行業(yè)企業(yè)專家、學生評價主體相結合，線上線下相結合，診斷性評價、過程性評價、終結性評價、增值性評價相結合的考核與評價模式。

2.評價內容與標準表