用 Python 实现网络设备自动化巡检

背景

公司有华为交换机和路由器等网络设备 20 多台，网络管理员小李每日需对这些网络设备进行巡检（巡检设备单板状态、cpu 使用率、cpu 温度、系统告警日志等），掌握设备工作状态，提前预防，并及时发现问题，以确保网络设备工作正常。该公司并未购买和使用自动化监控软件，需网络管理员小李通过手工方式 SSH 登录网络设备，查看网络设备健康状况，手工方式巡检增加了小李很多重复工作，费时费力，工作效率低下，现小李准备使用 Python 编程语言，编写简易的自动化巡检脚本来代替每日手工巡检，提高工作效率。

知识点

通过本项目可以掌握如下知识点和技能点，同时积累项目经验。

项目拓扑

该拓扑中只模拟了部分交换机设备，使用网管终端对交换机 SW1-SW5 进行自动化巡检。

项目规划

本项目的核心任务是使用 Paramiko 模块完成网络设备自动化巡检，为保持项目的完整性，需完成前期准备工作。

项目实施

配置 IP 地址

在交换机 SW1-SW5 配置远程管理 IP（这里仅以其中 1 台交换机为例配置）。

<SW1>system
[SW1]interface Vlanif 1
[SW1-Vlanif1]ip address 192.168.10.11 24
[SW1-Vlanif1]quit
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all

启用 SSH

[SW1]undo telnet server enable
Warning: The operation will stop the Telnet server. Continue? [Y/N]:y
[SW1]rsa local-key-pair create 
The key name will be: SW1_Host
The range of public key size is (512 ~ 2048). 
NOTES: If the key modulus is greater than 512, 
 it will take a few minutes.
Input the bits in the modulus[default = 512]:2048
Generating keys...
................................................................................
..+++
.............................................+++
.++++++++
.........................++++++++
[SW1]user-interface vty 0 4
[SW1-ui-vty0-4]authentication-mode aaa
[SW1-ui-vty0-4]protocol inbound ssh
[SW1-ui-vty0-4]quit
[SW1]aaa
[SW1-aaa]local-user admin password cipher Huawei@123
[SW1-aaa]local-user admin service-type ssh
[SW1-aaa]quit
[SW1]ssh user admin service-type stelnet
Info: Succeeded in adding a new SSH user.
[SW1]ssh user admin authentication-type password
[SW1]stelnet server enable
Info: Succeeded in starting the Stelnet server.
[SW1]quit
<SW1>save
The current configuration will be written to the device.
Are you sure to continue?[Y/N]y
Info: Please input the file name ( *.cfg, *.zip ) [vrpcfg.zip]:
Jan 30 2020 15:25:18-08:00 SW1 %%01CFM/4/SAVE(l)[6]:The user chose Y when decidi
ng whether to save the configuration to the device.

安装软件（以 windows 为例）

在 Python 官方网站下载 Windows 安装包，下载完成后，双击安装即可。注意在高级选项中，要选中“Add Python to environment variable”选项，其他步骤保存默认设置即可。安装完成后，在系统命令行窗口输入【Python】命令即可进入 Python 命令行界面。

编写巡检设备信息文档。

将巡检设备的信息（IP 地址、用户名、密码），写入 device_info.txt 文档。当巡检程序执行时，程序会从 device_info.txt 读取设备的信息，用于连接设备。device_info.txt 文档内容如下所示，第一列为设备管理地址，第二列为 SSH 登录用户名，第三列为登录密码，信息之间用逗号隔开“,”。这里只列出了部分设备的信息，如果需要增加巡检设备，在文档中继续添加即可。

192.168.10.11,admin,Huawei@123
192.168.10.12,admin,Huawei@123
192.168.10.13,admin,Huawei@123
192.168.10.14,admin,Huawei@123
192.168.10.15,admin,Huawei@123

编写设备巡检命令文档。

列出日常巡检内容需要的巡检命令，写入 cmd.txt 巡检命令文档。如需增加巡检内容，在文档中增加相应的内容即可。巡检程序执行并连接设备成功后，程序会读取 cmd.txt 中的巡检命令，收集设备信息。

display device
display environment
display alarm urgen
display memory-usage
display cpu-usage
display logbuffer level 0
display logbuffer level 1
display logbuffer level 2
display logbuffer level 3
display logbuffer level 4

编写巡检程序。

# 导入模块
import paramiko
import time
# 读取巡检设备信息
dev_filepath = r"d:\Python\device_info.txt"
dev_file = open(dev_filepath,"r")
while 1: 
 ##每次读取文件中一行信息
 dev_info = dev_file.readline()
 if not dev_info :
 break
 else :
 ##读取设备 IP，用户名和密码并赋值给变量
 devs = dev_info.split(',') 
 ip = devs[0]
 username = devs[1]
 password = devs[2].strip()
 password = password.strip('\n')
# 读取巡检命令
cmd_filepath = r"d:\Python\cmd.txt"
cmd_file = open(cmd_filepath,"r")
cmds = cmd_file.readlines()
# 远程连接设备
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
ssh.connect(hostname=ip,username=username,password=password)
print("成功连接",ip)
#发送巡检命令
command = ssh.invoke_shell()
for line in cmd:
command.send(cmd+'\n')
#保存巡检结果
output=command.recv(65535)
str_output=str(output)
outprint=str_output.strip().split('\\r\\n')
log=open("d:\Python\py\xunjian\\"+ip+".txt",'a')
log.write(start_info+'\n\n'+str(outprint)+'\n\n'+end_info)
log.close()

完善并形成完整巡检程序

#-*- coding:UTF-8 -*-
import paramiko
import time
starttime = time.strftime('%Y-%m-%d %T')
start_info = "巡检开始时间："+str(starttime)
cmd_filepath = r"d:\Python\py\xunjian\cmd.txt"
cmd_file = open(cmd_filepath,"r")
cmds = cmd_file.readlines()
dev_filepath = r"d:\Python\py\xunjian\device_info.txt"
dev_file = open(dev_filepath,"r")
while 1: 
 dev_info = dev_file.readline()
 if not dev_info :
 break
 else :
 devs = dev_info.split(',') 
 ip = devs[0]
 username = devs[1]
 password = devs[2].strip()
 password = password.strip('\n')
 ssh = paramiko.SSHClient()
 ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
 ssh.connect(hostname = ip,username = username,password = password)
 print("成功连接",ip)
 command = ssh.invoke_shell()
 time.sleep(3)
 command.send('N\n') #该行非必须
 command.send('screen-length 0 temporary\n') #取消分屏显示
 for cmd in cmds:
 command.send(cmd+'\n')
 time.sleep(5)
 output = command.recv(65535).decode()
 log = open(r"d:\Python\py\xunjian\\"+ip+".txt",'a')
 endtime = time.strftime('%Y-%m-%d %T')
 end_info = "巡检结束时间："+str(endtime)
 log.write(start_info+'\n\n'+output+'\n\n'+end_info)
 log.close()
dev_file.close()

项目验证

查看生成的设备巡检文档

运行巡检程序，巡检结束后，将在目录下生成以设备 IP 地址命名巡检文档，如图所示。

查看巡检文档的内容

交换机 SW1（IP：192.168.10.11）巡检文档的内容如下：

巡检开始时间：2020-01-30 22:23:31
' ---------------------------------------------', 
'User last login information: ',
'-----------------------------------------------', 
'Access Type: SSH', 
'IP-Address : 192.168.10.11 ssh', 
'Time: 2020-01-30 22:23:55-08:00',
' ---------------------------------------------',
'<SW1>display device', 
"S3700-26C-HI's Device status:",
'Slot Sub Type Online Power Register Status Role ', 
'-----------------------------------------------------------------------',
'0 - 3726C Present PowerOn Registered Normal Master',
'<SW1>display environment', 
'Environment information:',
'Temperature information:',
'SlotID CurrentTemperature LowLimit HighLimit',
' (deg c ) (deg c) (deg c )', 
'0 0 0 70', 
'<SW1>display alarm urgen',
'Alarm: ',
'Alarm Slot Date Time Location',
'-----------------------------------------------------',
'Temp low 0 2020/01/30 22:23:59 Slot 0',
'Fan abnormal 0 2020/01/30 22:23:59 Slot 0',
'<SW1>display memory-usage',
......
巡检结束时间：2020-01-30 22:23:37

作者：热爱技术的小胡