基于Python的企业网络设备自动化运维研究

摘要：文章针对现在企业网络的运维存在的问题，基于Python设计了三种方法实现了企业网络设备的自动化运维。同时，在运维过程中提取大量有价值的设备日志数据，为以后的智能运维云平台设计提供了数据基础。

关键词：Python；企业网；网络自动化运维

中图分类号：TP393     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）34-0071-03

1 问题描述

目前企业网络的现状是，企业信息系统中的网络设备厂商繁多，大多数设备已经过了维保期。建设时间太长，原始资料丢失等原因为目前企业的信息系统维护工作增加了难度[1]。传统的信息系统运维方式需要运维人员进行大量重复的运维工作，以手工形式管理硬件、软件资源[2]。流程较长，消耗成本较高，且容易出现各种人为失误。同时，人工巡检难以及时、准确地发现网络中潜在安全隐患[3]。运营商和大型IDC机房配备完整的监控系统，但是需要消耗大量的人力物力，中小型企业几乎没有配备独立的监控大厅和充足的维护人员，又因缺乏一个有效的监控手段[4]，信息系统的隐患不能提前被发现，业务中断后也不能及时修复。所以企业迫切地需要一种轻型便捷的运维方式。

当前，国内的网络自动化运维发展尚处于初级阶段。运用Python或其他编程语言，设计一种基于命令的网络设备自动化运维工具，还没有做出一款包含前后端的运维云平台[5]。国外有一些基于Web界面的网络监控系统，还没有推出App的版本，对设备做巡检的数据也没有做进一步挖掘分析，没有将深度学习模型，智能算法与网络自动化运维相结合，实现网络运维的智能化[6]。想要开发出一款网络自动化运维软件，第一步就要能够实现在设备中自动提取中有价值的数据，后期可以基于数据挖掘开发出智能监控云平台。针对此问题，本文对网络自动化运维进行设计，可以实现网络设备自动化配置、网络设备的状态实时监控、自动化提取网络日志数据。

2 Python脚本编程设计

2.1 自动化配置设备代码设计

网络维护人员通常都是在凌晨0点至6点对网络进行割接升级操作，会极大地影响维护人员的工作状态和身体健康。可以提前写好设备的配置命令，并通过测试和双人审核，然后通过编写Python代码，设置任务计划，能够实现定时地自动远程登录设备，并进行设备的配置。代码如下：

import paramiko   #加载模块

import time   #加载模块

username='gfq'    #用户

password='gfq123'  #密码

ip = '192.168.20.3'  #地址

def ensp（command， ssh=None）：# 创建SSH对象

ssh = paramiko.SSHClient（）

ssh.set_missing_host_key_policy（paramiko.AutoAddPolicy（）） # 连接服务器

ssh.connect（hostname=ip，port=22，username=username，password=password）# 执行命令

print（"进入网络设备"，ip）

command=ssh.invoke_shell（）# 激活terminal

command.send（"sys＼n"）

command.send（"dhcp enable＼n"）

command.send（"dhcpv6 pool pooll＼n"）

command.send（"address prefix 3000：：/64＼n"）

command.send（"excluded-address 3000：：1＼n"）

command.send（"dns-server 4000：：1＼n"）

command.send（"dns-domain-name huawie.com＼n"）

command.send（"int g0/0/1＼n"）

command.send（"ip add 192.168.30.5 24＼n"）

command.send（"ipv6 enable＼n"）

command.send（"ipv6 address 3000：：1/64 ＼n"）

command.send（"dhcpv6 server pooll＼n"）

time.sleep（20） # 如果程序执行得太快，没有等到返回足够的信息，chan.recv（65535）不能得到想要的结果

outpit = command.recv（65535）

print（outpit.decode（）.strip（））

ssh.close（）

if __name__ =='__main__'：

ensp（"dis cu"）

2.2 设备状态监测设计

目前的企业网故障处理流程是一种倒序的流程，当企业员工发现网络出了问题反馈到网络管理员，网络管理员才去排除网络故障，而且网络管理员不能精准地定位发生故障的时间，为处理故障带来很大的麻烦。通过编写Python代码，对所有网络设备进行循环ping测试，可以实时全年无休地对设备进行检测，监测设备是否因故障离网。代码如下：

#导入pythoning的模块

from pythonping import ping

#导入datetime模块来保存检查的日期

from datetime import datetime

import os，sys

while 1：

#获取当前的日期和具体时间

now = datetime.now（）

date = "%s-%s-%s" % （now.year， now.month， now.day）

time = "%s-%s-%s" % （now.hour， now.minute， now.second）

#打开存放交换机IP地址的文件

ip_list = open（"ip_list.txt"， "r"）

#使用追加读写的方式创建一个以日期命名的文件，方便每日检查

f = open（"ping_result.txt"， "a+"）

#在文件中首先写入检查的具体时间

f.write（"Time： " + "＼n"+date +"＼n"+ time + "＼n"）

#通过for循环遍历每台设备的IP地址

for line in ip_list：

ip = ip = line.strip（）

ping_result = ping（ip）

#pythonping如果能够ping通，返回值内有Reply这个字符串，失败时则没有。可以通过这个不同来打印出最后的结果

if "Reply" in str（ping_result）：

print（ip + " is reachable."）

f.write（ip + " is  reachable." + "＼n"）

else：

print（ip + " is not reachable."）

# 将能够通信的IP地址写入文档中

f.write（ip + " is not reachable."+ "＼n"）

ip_list.close（）

f.close（）

2.3 自动化提取设备日志数据设计

想开发一个智能化的网络自动化运维平台，数据是必不可少的。平台通过对数据的阈值设置而发生报警，平台也可以基于网络设备的历史数据对系统的健康度做出一个预测，有了设备日志数据，还可以对设备做巡检的数据做进一步挖掘分析，将深度学习模型，智能算法与网络自动化运维相结合，实现网络运维的智能化。自动化提取设备日志代码如下：

import telnetlib

import time

import os

from datetime import datetime

host = "10.10.0.39"

username = "hktest"

password = "hk@123456"

command1 = "display temperature all"

command2="display cpu-usage"

command3="display memory-usage"

command4="display interface brief"

command5="display transceiver verbose"

now = datetime.now（）  # 获得当前时间

timestr = now.strftime（"%Y_%m_%d_%H_%M_%S"）

print（'年_月_日_时_分_秒：'， timestr）

dir = 'E：/shuju/data' + '/' + timestr  # os.getcwd（）获得当前执行目录

if os.path.exists（dir）：  # 看文件夹是否存在

print（'文件夹已存在'）

else：  # 如果不存在

os.makedirs（dir）  # 则创建文件夹

tn = telnetlib.Telnet（host）

tn.read_until（b'username：'，timeout=8）

tn.write（username.encode（'ascii'）+b"＼n"）

tn.read_until（b"password："，timeout=8）

tn.write（password.encode（'ascii'）+b"＼n"）

time.sleep（2）

tn.write（command1.encode（'ascii'）+b"＼n"）

time.sleep（5）

v_result = tn.read_very_eager（）.decode（'ascii'）

file=open（dir+'＼＼temperature.txt'，mode='w'）

file.write（v_result）

print（v_result）

tn.write（command2.encode（'ascii'）+b"＼n"）