cisco 模拟器安装及交换机的基本配置实验心得_网络工程师的Python之路 -- 自动监测网络配置变化...

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有两个多月没发文章了，疫情期间在国内生活和远程工作难免有些懈怠了，还好最近回到了沙特逐渐找回了状态，《网络工程师的Python之路》系列文章将继续写下去，废话不多说下面进入正文。

在日常的网络运维工作中，对网络设备的配置做备份、知道网络设备的配置被做了哪些改动（安全审计）是一个网工最基本的工作，能够实现这些操作的NMS软件很多，但并不是每家公司都有能力和预算来购买和布置这些NMS软件，有时候需要我们自己动手造轮子。使用Python对网络设备的配置做自动备份的方法有很多，我在之前的专栏文章里已经有多次提到，这里不再赘述，今天主要讲下如何使用difflib这个Python内置的模块来实现对每天备份的网络配置做比较，找出其中的配置变化，并通过另外两个Python内置的模块：smtplib和email来将报告发送至我们指定的Gmail邮箱中。

首先简单介绍下difflib以及在脚本中如何使用它的整体思路：

Difflib是Python中内置的模块，功能强大也很复杂。我们可以借助它其中的ndiff()函数来对两个字符串列表（注意是列表）里的内容做比较，进而找出它们之间的差异。ndiff()返回的值是一个differ形式的生成器（generator），对我们网工来说，我们可以将交换机昨天和今天备份好的配置文件分别用open()函数打开，然后调用readlines()将两个配置文件里的文本内容转化为字符串列表，然后对它们使用difflib.ndiff()即可找出它们之间的差异，然后用list()函数将ndiff()返回的generator转换成列表然后再配合for循环遍历该列表里的内容，将它们一一写入另外一个用作报告的文本文件中即可。

在使用difflib对交换机配置文件做对比时，有四种情况是需要我们注意的：

昨天（或之前）的某个已有的配置在今天的配置中被删除了
昨天（或之前）的某个没有的配置在今天的配置中被添加了
昨天（或之前）的某个配置在今天的配置中被改动了（字符长度没有变或者变短了）
昨天（或之前）的某个配置在今天的配置中被改动了（字符长度变长了）

下面一一举例说明：

昨天（或之前）的某个已有的配置在今天的配置中被删除了

比如说之前交换机里配置了一个叫做python，特权级别为15，密码为123的用户名：

username python privilege 15 password 0 123

昨天有人在交换机里输入了no username python将该用户名删除了，那么在我们调用difflib.ndiff()对昨天和今天的配置文件做对比后生成的报告中，该变化会被ndiff()显示如下（注意前面的减号“-”以及“-”后面的空格）

- username python privilege 15 password 0 123

2. 昨天（或之前）的某个没有的配置在今天的配置中被添加了

比如说我们之前在交换机的Gi0/0端口下面并没有配置duplex full：

interface GigabitEthernet0/0no switchportip address 10.1.1.1 255.255.255.0

昨天有人在该端口下添加了duplex full这条命令，那么在我们调用difflib.ndiff()对昨天和今天的配置文件做对比后生成的报告中，该变化会被ndiff()显示如下（注意前面的加号“+”以及“+”后面的空格）

interface GigabitEthernet0/0no switchport+ duplex fullip address 10.1.1.1 255.255.255.0

3. 昨天（或之前）的某个配置在今天的配置中被改动了（字符长度没有变或者变短了）

假设我们之前交换机的Gi0/1端口下面的IP地址为100.100.100.100：

interface GigabitEthernet0/1no switchportip address 100.100.100.100 255.255.255.0

昨天有人将该端口的IP改为了100.100.100.199（字符长度没有改变），那么在我们调用difflib.ndiff()对昨天和今天的配置文件做对比后生成的报告中，该变化会被ndiff()显示如下（注意旧配置前的减号“-”和下面的问号“？”，以及新配置前的加号“+”和下面的问号“？”，问号后面指示配置具体改变位置的“^”符号不是我们脚本代码需要关心的）

- ip address 100.100.100.100 255.255.255.255?                         ^^+ ip address 100.100.100.199 255.255.255.255?

如果昨天有人将Gi0/1的IP地址改为了100.100.100.1,（字符长度变短了），那么在我们调用difflib.ndiff()对昨天和今天的配置文件做对比后生成的报告中，该变化会被ndiff()显示如下（同样注意旧配置前的减号“-”和下面的问号“？”，以及新配置前的加号“+”和下面的问号“？”）

- ip address 100.100.100.100 255.255.255.255?                         ^^+ ip address 100.100.100.1 255.255.255.255?                        ^

4. 昨天（或之前）的某个配置在今天的配置中被改动了（字符长度变长了）

假设我们之前交换机的Gi0/0端口下面的IP地址为10.1.1.1：

interface GigabitEthernet0/0no switchportip address 10.1.1.1 255.255.255.0

昨天有人将该端口的IP改为了10.1.1.100（字符长度变长了），那么在我们调用difflib.ndiff()对昨天和今天的配置文件做对比后生成的报告中，该变化会被ndiff()显示如下（注意旧配置前的减号“-”以及新配置前的加号“+”和下面的问号“？”，问号后面指示配置具体改变位置的“++”符号不是我们脚本代码需要关心的）

- ip add 192.168.1.1 255.255.255.0+ ip add 192.168.1.100 255.255.255.0?                   ++

知道了difflib的大体用法后，下面进入实验环节：

实验拓扑和初始配置：

局域网IP地址段：192.168.2.0 /24

运行Python的客户端: 192.168.2.1

Layer3Switch-1: 192.168.2.11

Layer3Switch-2: 192.168.2.12

Layer3Switch-3: 192.168.2.13

Layer3Switch-4: 192.168.2.14

Layer3Switch-5: 192.168.2.15

后文中五个交换机分别简称为SW1,SW2,SW3,SW4和SW5。

所有交换机已经预配好了SSH，用户名: python 密码:123，并且客户端主机上已经保存了5个交换机昨天的配置（2020-09-06），另外还有一个ip_list.txt文件保存着5个交换机的IP地址。

实验目的：

使用Python登录所有交换机，将它们今天的show run配置（2020-09-07）备份，然后与昨天的配置做对比，将结果报告发到gmail邮箱中。

因为是实验环境，为了看到实验效果，我们这里会手动更改SW1和SW2的部分配置，SW3, SW4, SW5的配置则不作任何改变。

代码如下：

#coding=utf-8

代码整体没有太多好讲的，读过我《网络工程师的Python之路》一书的读者应该能做到无障碍理解全部代码内容。这里只部分讲下需要注意的地方：

因为使用的是Python 3，所以在用Paramiko时，在回显内容output = command.recv(65535)后面加了.decode("ascii")，
datetime是Python自带的模块，我们可以调用它的datetime.date.today().isoformat()来以yyyy-mm-dd的格式来显示今天的日期，比如2020-09-07，注意datetime.date.today().isoformat()返回值的类型为字符串。
如果要显示昨天的日期，可以使用(datetime.date.today() - datetime.timedelta(days=1)).isoformat()，这个有助于Python读取昨天的配置文件。
关于下面这段代码，这里我们将今天的配置文件赋值给变量new_file，将昨天的配置文件赋值给变量old_file。将用Paramiko得到的交换机回显内容（也就是交换机的show run配置）通过write()函数写入进new_file，随后关闭new_file（不然刚才写入的文本内容不会被保存）。然后再次打开new_file，调用difflib.ndiff()对old_file.readlines()和new_file.readlines()做对比（注意昨天的配置文件(old_file)要写在difflib.ndiff()里的左边，今天的配置文件(new_file)要写在右边），将返回的值以列表的形式赋值给函数diff。

with

下面这段代码中我们结合之前对difflib中四种情况的讲解应该很容易理解，这里就不详细解释了。

try

然后我们将报告提炼，汇入进最终报告（变量名为master_report），master_report里的内容将作为我们email的内容部分发给收件者（也就是你自己或你同事和老板）。

with

最后面发email部分的代码可以根据自己的情况更改 server.login('username', 'password')，username对应你的gmail邮箱地址，password对应你的邮箱密码。

下面我们将SW1和SW2的配置分别做如下五个改动：

a. 在SW1上将已有的vlan 200和vlan 300拿掉：

b. 在SW1的line vty 0 4下面添加配置transport output ssh

c. 在SW2上将已有的name-server从8.8.8.8改为8.8.6.6

d. 在SW2上将已有的enable密码从123改为12

e. 在SW2上将hostname从S2改为S222

做完上面的配置后开始运行代码，效果如下：

可以发现此时多了一个master_report_2020-09-07的文件，查看其内容：

最后登录GMAIL，查看邮箱：

注意：如果在代码执行过程中遇到下面错误，表示你的GMAIL邮箱的“Less secure app access”是关闭的，需要将其打开才能让Python访问你的GMAIL账号。