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前言
python作为网工进阶必学的技能，利用各种网络自动化库自动完成各种网络配置任务，不仅可以在配置的时候节约大量时间，还可以直观的了解到Python是如何把繁杂、单调、耗时的传统网络运维实现自动化（所有实验均基于华为的ENSP）
本章主要讲解
- 如何使用Python里的telnetlib模块连接到网络设备
- 初识Paramiko和Netmiko模块
- 通过Paramiko和Netmiko连接到网络设备
- 使用input()函数和getpass模块
1.环境要求
检查一下是否正确安装了下列工具并且保证版本能够正常使用
- python 3.10.x(笔者这里的python是3.10.6)
- Pycharm社区版或者专业版（社区版足矣）
- 华为的ENSP模拟三层交换设备
- 操作系统Windows 10
2.拓扑图
保证交换机可以和宿主机互通
然后配置aaa登录以及和外界互通的IP地址
stelnet server enable ssh user python ssh user python authentication-type password ssh user python service-type all ssh client first-time enable # aaa local-user python password cipher python local-user python privilege level 15 local-user python service-type telnet ssh # interface Vlanif1 ip address 192.168.56.2 255.255.255.0 # user-interface vty 0 4 authentication-mode aaa protocol inbound all
3.实验目的
通过Telnetlib，Netmiko，Paramiko模块登录交换机SW1，SW2，SW3，SW4，然后给每台交换机的环回口配地址
4.实验过程
4.1 Python中的Telnet和SSH模块
4.1.1 Telnetlib
telnet作为一种不安全的登录方法，在python中，我们不经常用它远程登陆网络设备，Telnetlib作为python的内置模块，不需要pip下载就能直接使用，鉴于Telnet的不安全性，通常不用在生产网络当中，本小节只举一例来讲解Telnetlib模块的使用方法
import telnetlib import time host = "192.168.56.2" //管理地址的IP地址 user = "python" //创建的AAA用户的用户名 password = "python" //创建AAA用户的登录密码 telnet = telnetlib.Telnet(host) telnet.read_until(b"Username: ") telnet.write(user.encode('ascii') + b"\n") telnet.write(user + '\n') telnet.read_until(b"Password: ") telnet.write(user.encode('ascii') + b"\n") telnet.write(password + "\n") telnet.write(b"sys\n") telnet.write(b"int loo0\n") telnet.write(b"ip add 2.2.2.2 255.255.255.255\n") time.sleep(0.5) telnet.write(b"quit\n") print(telnet.read_very_earger().decode('ascii')) telnet.close()在python3中，telnetlib模块下所有函数的返回值都变成了字节型字符串（Byte strings），因此，在python3中使用telnetlib需要注意以下几点
- 在字符串面前需要加一个b
- 在变量和telnetlib函数后面需要加上.encode('ascii')函数
- 在read_all()函数后面需要加上decode('ascii')函数
注意：1.encode是解码的意思，将用户输入用ascii解码
2.b表示将用户的输入解码成字符串
3.telnet.read_very_earger方法表示打印，这样就可以在运行结果中清楚的看到我们对设备做了什么配置，并且这这个方法只有在退出telnet才会生效，因此我们必须在之前通过telnet.write(b"quit\n")退出telnet
代码分段讲解如下：
首先通过import语句导入telnetlib模块
import telnetlib import time
然后创建三个变量，分别是host，user，password，分别对应交换设备的管理地址，Telnte用户名和密码，且三个变量的类型是字符串类型
host = "192.168.56.2" user = "python" password = "123"
调用telnetlib模块里面的Telnet()函数，将它赋值给变量telnet，然后以Telnet方式登录
192.168.56.2
telnet = telnetlib.Telnet(host)
通过Telnet登录交换机的时候，终端输出最下面的提示信息为“Username：”，我们通过telnet.read_until("Username: ")和telnet.read_until("Password: ")告诉Python，如果在终端信息里读到“Username：”和“Password：”字样，就使用telnet.write()函数来输入用户名和密码，记得加换行符'\n',这里我们用CRT模拟一下Telnet连接
telnet.read_until(b"Username: ") telnet.write(user.encode('ascii') + b"\n") telnet.write(user + '\n') telnet.read_until(b"Password: ")
至此，已经成功通过Telnet登录到SW1上了，接下来就用Telnetlib的write()函数在交换机上输入各种配置命令，给环回口配置IP地址，划分VLAN等操作
telnet.write(b"sys\n") telnet.write(b"int loo0\n") telnet.write(b"ip add 2.2.2.2 255.255.255.255\n") time.sleep(0.5) telnet.write(b"quit\n") print(telnet.read_very_earger().decode('ascii')) telnet.close()
最后结果就和我们正常配置一样，但是笔者这里的python版本过高，导致telnetlib已经在这个版本被移除了，这里就不过多演示了，有兴趣的可以试试，代码如果写对了就会只出现这一个报错，如果有其他地方报错，比如和宿主机不能连通，会继续出现报错，显示连接失败，如下图，
4.1.2 Netmiko
Python中支持SSH协议实现远程连接设备的模块主要有Paramiko和Netmiko两种，Paramiko是Python中一个非常著名的开源SSHv2项目，基于Python 2.7和Python3.4+开发
Netmiko是Python的第三方模块，需要通过pip安装，但是笔者在这里不推荐用pip安装，笔者通过这种方法安装之后在Python里检测不到这个模块，这里推荐用PyCharm安装，如下图
点击“+”
然后搜索模块
笔者这里已经安装过了，同时paramiko模块也装好了，这里就不演示，直接点击Install Package安装就行了
然后开始做实验，与上面的Telnet实验一样，首先我们要登录SW1，然后查看一下环回口有没有地址，防止我们在试验中混淆，接下来创建一个名为ssh_netmiko.py的脚本
代码如下
from netmiko import ConnectHandler
SW1 = {
'device_type': 'huawei',
'ip': '192.168.56.2',
'username': 'python',
'password': 'python'
}
connect = ConnectHandler(**SW1)
print("成功登录到" + SW1['ip'])
config_command = ['int loo 1 ','ip add 1.1.1.1 32']
output = connect.send_config_set(config_command)
print(output)
result = connect.send_command('disp cur int loo 1')
print(result)
代码分段讲解如下
首先通过import语句从Netmiko模块导入他的链接库函数ConnectHandler()。该函数用来实现SSH登录网络设备，是Netmiko最重要的函数
from netmiko import ConnectHandler
然后创建一个名为SW1的字典，字典包含 device_type、 ip 、 username、password必选的键，device_type键表示支持的厂家的设备，Netmiko支持多数厂家设备，比如Cisco，huawei，Arista，HP等主流厂商设备，由于不通厂商设备登录SSH后命令行界面和特性各不相同，因此我们必须通过device_type来指定需要登陆设备的类型，如果要是Cisco，device_type的键值为csico_ios，后面三个就很好理解了，笔者在这里就不一一赘述了
SW1 = { 'device_type': 'huawei', 'ip': '192.168.56.2', 'username': 'python', 'password': 'python' }
然后调用ConnectHandler()函数，用已经创建的字典SW1进行SSH连接，将它赋值给connect变量，注意SW1前面的**为关键字参数kwargs，在函数里，关键字参数表示传入函数的参数为字典格式
connect = ConnectHandler(**SW1)
创建一个登陆提示，如果登录成功就告诉我们
print("成功登录到" + SW1['ip'])
然后创建一个config_commands的列表，其元素为需要在交换机依次执行的命令
config_command = ['int loo 1 ','ip add 1.1.1.1 32']
调用ConnectHandler()的send_config_set()函数来使用上述命令对SW1做配置，参数就是我们上面创建出来的列表，并把配置过程打印出来
output = connect.send_config_set(config_command) print(output) result = connect.send_command('disp cur int loo 1') print(result)
最后调用ConnectHandler()的Send_command函数，对交换机输入命令show run int loo 1，并将回显内容打印出来，需要注意的是connect.send_command一次只能向设备输入一条命令，connect.send_config_set则可以向设备一次输入多个命令
运行代码，结果如图所示
4.1.3 Paramiko实验举例
Paramiko和Netmiko不同，Netmiko是基于Paramiko开发的，自然比Paramiko要更好用，比如，Paramiko不会在做配置的时候给我们做配置的时候自动加上system-view，return等命令，相信大家在上面已经看出来了，Telnetlib实验需要我们敲sys进入全局下进行配置，配置完需要敲quit退出，Netmiko就完全不需要，大家可以仔细看Netmiko运行结果，如下图
是不是自动给我们加上了system-view和return命令，Python是一次性执行脚本里所有的命令的，中间没有间隔时间，当我们一次性执行过多的命令，通常出现SSH终端跟不上速度，导致某些命令缺失没有被输入的问题，同样，在用print函数显示回显内容或者open.write()将回显写入文档进行保存，也会因为缺失时间间隔导致命令不完整，Netmiko自动帮我们解决了这个难题，这也是Netmiko比Paramiko的好用的原因之一，而且在Paramiko这个模块中，我们必须导入time模块，然后使用time模块下的sleep()方法来解决这个问题，关于time模块我们会在下面的实验中讲解，这里安装Paramiko就不再赘述，和Netmiko安装方法一样
首先创建一个名为ssh_paramiko.py的脚本，内容如下
import paramiko
import time
ip = '192.168.56.2'
username = 'python'
password = 'python'
client = paramiko.SSHClient()
client.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
client.connect(hostname=ip, username=username, password=password)
print("成功登录到{}".format(ip))
command = client.invoke_shell()
command.send('sys\n')
command.send('int loo 2\n')
command.send('ip add 2.2.2.2 32\n')
command.send('return\n')
command.send('save\n')
command.send('Y\n')
time.sleep(2)
output = command.recv(65535)
print(output.decode("ascii"))
client.close()
代码分段讲解如下
通过import语句导入paramiko和time两个模块
import paramiko import time
然后创建三个变量：ip，username，password，分别对应我们要登陆的交换机SW1的管理地址，SSH用户名和密码
ip = '192.168.56.2' username = 'python' password = 'python’
默认情况下，Paramiko会拒绝任何位置SSH公钥，这我们需要用client.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())来让Paramiko来接受SSH的服务端，这是在任何时候使用Paramiko连接SSH的标准配置
client.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
然后调用paramiko.SSHClient()和client.connect()进行SSH登录，里面包含的三个变量就是我们创建的ip，username，password，如果登陆成功，就提示用户登录成功的交换机的管理IP
client = paramiko.SSHClient() client.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy()) client.connect(hostname=ip, username=username, password=password) print("成功登录到{}".format(ip))
SSH连接成功过后，需要调用command = client.invoke_shell()来唤醒Shell来向SW1输入你想要的配置，注意这里需要输入system-view，不然进不了全局配置模式下，就会导致配失败
command = client.invoke_shell() command.send('sys\n') command.send('int loo 2\n') command.send('ip add 2.2.2.2 32\n') command.send('return\n') command.send('save\n') command.send('Y\n')
最后，就是我们的前面所说的，因为python是一次性执行所有脚本的命令的，中间没有间隔时间，这样会导致命令遗漏和回显内容不完整的问题，在Paramiko的recv()将回显结果保存之前，我们需要调用time模块下的time方法让python休眠2s，这样回显才能被完整保存下来,这里的command.recv(65535)中的65535代表截取65535的字符的回显内容，这也是Paramiko一次能截取的最大回显内容数，另外，与Telnetlib类似，在Python3中，Paramiko街区的弧线内容格式为字节型字符串，需要用decode("ascii")将其解析为ASCII编码，否则打印出来的output的内容格式会很难看，有兴趣的同学可以试试不用decode解析，这里笔者就不做演示了
time.sleep(2) output = command.recv(65535) print(output.decode("ascii"))
配置完毕之后，使用close方法退出SSH
配置完毕之后，使用close方法退出SSH
client.close()
运行代码后看结果，验证，如下图所示
4.2 input()函数和getpass模块
在针对Telnetlib、Netmiko和Paramiko模块的基础知识讲解中，我们都将SSH登录的用户名和密码明文写在了脚本中，这种做法一般用在实验里，但是在生产环境中是不够安全的，在生产环境中，正确的做法是使用input()函数和getpass模块来分别提示用户手动输入SSH用户名和密码，这也是本实验重点讲解的部分
4.2.1 实验目的
- 使用input()函数和getpass模块实现交互式的SSH用户名和密码输入
- 通过for循环同时为三台交换机配置VLAN10-VLAN20
4.3.2 实验准备
在运行代码之前，首先检查交换机配置，看看VLAN是否存在
然后创建Python脚本文件
代码如下
import paramiko
import time
import getpass
username = input('Username: ')
password = getpass.getpass('Password: ')
for i in range(2,5):
ip = "192.168.56." + str(i)
client = paramiko.SSHClient()
client.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
client.connect(hostname=ip, username=username, password=password,look_for_keys=False)
print("成功登录到{}".format(ip))
command = client.invoke_shell()
command.send('screen-length 0 temporary\n')
command.send('sys\n')
for n in range(10,21):
command.send('vlan ' + str(n) + '\n')
command.send('description python_vlan' + str(n) + '\n')
time.sleep(1)
command.send('return\n')
command.send('save\n')
command.send('Y\n')
time.sleep(2)
output = command.recv(65535)
print(output.decode("ascii"))
client.close()
代码分段讲解如下
首先导入paramiko、time和getpass3种模块
import paramiko import time import getpass username = input('Username: ') password = getpass.getpass('Password: ')
因为三台交换机的IP地址是连续的，都是192.168.65.X，我们直接做一个简单的for循环来遍历三台交换机，然后配合下一行代码ip = "192.168.56." + str(i)来实现循环批量登录交换机，注意这里的i是整数，我们输入的属于字符，所以要用str(i)来转化成字符串
for i in range(2,5): ip = "192.168.56." + str(i) client = paramiko.SSHClient() client.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy()) client.connect(hostname=ip, username=username, password=password,look_for_keys=False) print("成功登录到{}".format(ip)) command = client.invoke_shell() command.send('screen-length 0 temporary\n') command.send('sys\n')
同样的道理，我们要创建VLAN10-VLAN20，这些VLANID都是连续的，所以又可以配合一个简单的for循环来达到循环配置VLAN10-VLAN20的目的，这里使用的是嵌套for循环，需要注意缩进，这里创建VLAN的时候可以创建一个打印内容来提醒我们正在创建那个VLAN，每创建一个VLAN都需要1s的间隔
for n in range(10,21): command.send('vlan ' + str(n) + '\n') command.send('description python_vlan' + str(n) + '\n') time.sleep(1)
最后保存配置
command.send('return\n') command.send('save\n') command.send('Y\n') time.sleep(2) output = command.recv(65535) print(output.decode("ascii"))
4.3.3 验证
注意：这里用的是IDLE shell验证的，用pycharm会卡在输入密码那里，具体原因不知道为啥
检查交换机配置
