Python技術下的網絡自動化運維

許昌學院信息化管理中心 孫培巖

憑借著簡潔與高效的代碼語言以及豐富的第三方庫，Python成為網絡自動化運維中較為常見的語言，其能夠簡化網絡自動化運維流程，提升其運維質量與水平。操作系統整體技術水平的高低，體現在Python技術下網絡自動化運維方面。因此，應當通過加強Python的技術研發水平、推進Python網絡自動化運維技術創新，來推進我國網絡自動化運維水平。

在傳統網絡運維背景下，實行以人為主要媒介的工作形式，其往往需要網絡運維員進行大量重復的網絡運維工作，以手工形式管理硬件、軟件資源，如人工執行配置命令、現場解決網絡設備故障等，這種舊的網絡管理操作流程較長，消耗成本較高，且容易出現各種人為失誤。隨著網絡協議相關技術的不斷更新，面對成千上萬的設備升級、配置變更等問題，其亟待新的技術來適應新時代下的網絡運維工作。Python擁有優雅的語法、與網絡自動化運維相匹配的模塊、開源運維工具（如Celery、ansible等），其能夠解決網絡自動化運維中出現的各種問題，促使網絡自動化運維朝著輕量、高效、便捷發展。

1 Python技術下的網絡自動化運維的必要性

1.1 Python應用于網絡自動化運維中的背景與優勢

在DevOps逐漸成為互聯網行業流行體系的背景下，行業發展與業務流程對網絡運維提出了更高要求。面對中小型企業大量的網絡設備，如果仍沿用傳統一對多的方式進行網絡設備維護，已經不再是正確、高效的方式，不但容易因為人為失誤造成各種網絡管理錯誤，而且會浪費大量管理與人力成本。因此，從DevOps理念中汲取靈感，利用自動化工具與程序化腳本對網絡設備實現批量管理，支持無數小型服務的應用環境，無疑是一個較好的解決之策。自動化工具是DevOps理念落地的前提，就可用操作、模塊和界面而言，Python在網絡自動化運維有著較好的優勢，提供了諸如Paramiko、Netmiko、TextFSM等模塊庫，在代碼語言上較為簡潔與高效，擁有通信內容很難被解密、支持各種不同的設備廠商、設備自動發現、豐富的第三方庫等優勢，如使用Netaddr處理IP地址和網絡、利用Jinja2模板加載配置、調用其他語言所寫的代碼等，能夠簡化任何規模的基礎網絡設備設施，在網絡設備與自動化工具平臺之間搭建一個低層次的網絡接口，實現網絡運維的自動化與高效化。

1.2 Python在網絡自動化運維中的應用方向

對于大型網絡維護環境而言，運用Python語言編寫自動化命令腳本，能夠實現對遠程網絡設備的批量管理，提升網絡管理的效率；此外，Python語言也可以與其他信息相結合，對網絡環境的數據信息管理、系統防護系統進行升級，提升網絡運維的標準化程度。具體而言，一方面實現對網絡環境的系統保護。在當前視數據信息為財富的背景下，學校、企事業單位等都需要借助網絡進行數據信息傳輸，這就為數據信息泄露提供了機會，容易產生諸多信息安全問題。憑借著強大的第三方編程模塊支撐，Python既可以運用自身的程序語言編寫各種計算機安全軟件，如Capy、Pcapy、Sulley等計算機系統保護軟件，為網絡運行保駕護航；同時也能夠與其他軟件協作，提升網絡環境的安全性。另一方面，實現對網絡的自主監控與批量操作。面對諸如網絡環境配置、網絡設備監控等大批量網絡運維工作時，可以通過編寫Python腳本并使其自動運行，將多臺服務器互相連接起來，將固定運維工作方式以Python進行封裝，進而來代替人工操作，實現互聯網命令的自動檢查與維護，實現主備系統一鍵切換。

2 Paramiko模塊的網絡自動化運維

2.1 Paramiko模塊的系統分類

Paramiko是一種開源Python模塊，其具有高度的跨平臺性，能夠適用Linux、 MacOS X、Windows等操作平臺，其通過運用SSH2提供的安全連接，能夠以加密和認證的方式實現對遠程服務器的批量化管控與自動化運維，如對fabric內部的遠程管理。依據類的屬性以及核心組件的性質，Paramiko模塊可分為類似 Socke功能的Channel類和以加密會話為主要功能的Transport類，實現上傳下載服務的SFTPClient類，以及實現對遠程服務器運維和管理的SSHClient類。通常用于執行遠程命令，比如對遠程連接、認證等，二者與Linux的Sftp命令、SSH命令分別對應。

2.2 Python腳本系統設計

基于Python的網絡自動化運維，可從運維程序的自動化、運維執行過程的自動化兩個維度進度考量，主要對應Python的網絡自動化運維的腳本設計。從運維程序自動化設計而言，首先應當對網絡設備進行SSH部署，輸入:

3 Python技術下網絡自動化運維問題與解決路徑

3.1 Python網絡自動化運維中的問題

首先，面向操作系統較為單一。縱觀當前基于Python的網絡自動化運維發展情況，多在Linux操作系統上體現，而在Windows、Mac OS操作系統上應用與普及程度較少，造成Python技術在操作系統分布上存在一定的失衡。另一方面，Python網絡自動化運維水平亟待提升。在當前數字化、智慧化發展的社會背景下，網絡自動化運維出現了新的發展方向，而智能化、智慧化正是其發展的主要方向之一。比如說，可以將深度學習模型、智能算法與Python網絡自動化運維相結合，利用機器學習、智慧技術等實現網絡智能化運維，推進網絡運維邁入高質量發展階段。然而，當前Python下的網絡自動化運維發展尚處于初級階段。如通過編輯腳本來進行某種操作、通過編寫Python語言來實現計算機網絡自檢自查等，但是關于如何修復網絡運維中出現的新問題，又該如何使計算機像人一樣進行思考以開展不同的運維任務，尚處于探索階段。

3.2 全新的解決路徑

針對Python技術下的網絡自動化運維問題，應當加強Python網絡自動化運維的理論與實踐創新，采用問題導向原則，研究與探索對應的解決之道，結合業務實際開展技術革新，以推進Python技術下網絡自動化運維水平的提升。一方面，應當加強Python的技術研發力度。對于Python網絡自動化運維在Windows、MAC OS等操作系統應用較少的情況，可以以不同操作系統網絡自動化運維為專項技術提升活動，針對不同操作系統網絡運維需求與自身系統特點，來拓展Python語言在不同操作系統中網絡自動化運維的應用場景。另一方面，推進Python網絡自動化運維技術創新。因此，在網絡自動化運維中，面對網絡自動化運維師對未來網絡運維場景的應用需求，如計算機自己編寫腳本以應對始料未及的網絡運維問題，賦予計算機人一樣的思考方式，使其能夠隨著計算機網絡運行狀況而作出順應性響應；要以Python語言為技術基礎，以網絡運維實際需求為依托，推進Python與深度學習、圖像識別等領域先進技術的融合，打造服務于網絡運維的Python網絡自動化運維技術，擺脫技術對網絡自動化運維的限制，推進網絡自動化運維技術的提高。