身為一個網路工程師，我深知在管理大量網路裝置時，手動更新 IOS 檔案是多麼繁瑣與容易出錯的工作。因此，自動化 IOS 檔案的上傳和驗證就顯得至關重要。我將分享我如何利用 Python 和 Netmiko 開發一個高效能的自動化解決方案。
平行上傳與驗證：提升效率的關鍵
我的設計核心是利用 Netmiko 的強大功能和 Python 的多執行緒技術，實作 IOS 檔案的平行上傳和驗證。這能大幅縮短操作時間，尤其在同時處理多台裝置時，效率提升尤為明顯。
Python 自動化指令碼：md5_verify.py
以下是我精心設計的 Python 指令碼 md5_verify.py，它融合了多執行緒和錯誤處理機制，確保操作的穩定性和可靠性：
from netmiko import ConnectHandler, NetMikoTimeoutException
import threading
import re
import hashlib
# 設定 IOS 檔案資訊
IOS_FILENAME = "c8000v-universalk9.17.06.05a.SPA.bin" # 使用正式的 IOS 檔案名稱
IOS_MD5 = "13f0161a50210f2f21618fc59c5f5343" # 正式 IOS 檔案的 MD5 值
# 設定網路裝置資訊
DEVICES = [
{
'device_type': 'cisco_ios',
'host': '192.168.127.111',
'username': 'jdoe',
'password': 'cisco123',
'secret': 'cisco123', # 若使用 enable secret，則需設定此項
'fast_cli': False, # 部分情況下關閉 fast_cli 可以提升穩定性
},
{
'device_type': 'cisco_ios',
'host': '192.168.127.222',
'username': 'jdoe',
'password': 'cisco123',
'secret': 'cisco123',
'fast_cli': False,
},
]
# ... (其餘程式碼與前一版本類別似，但使用 IOS_FILENAME 和 IOS_MD5 變數)
程式碼解密：
- 模組匯入: 匯入
netmiko、threading、re和hashlib等必要模組。 - 檔案資訊設定: 定義
IOS_FILENAME和IOS_MD5變數，儲存 IOS 檔案名稱和其 MD5 值。 - 裝置資訊設定: 在
DEVICES列表中定義每個裝置的連線引數，包含 IP 位址、帳號密碼等。 verify_ios函式: 此函式負責連線到裝置、檢查檔案、計算 MD5 並驗證。我強化了錯誤處理，能更有效地應對網路中斷等異常狀況。- 多執行緒處理: 使用
threading模組，讓多台裝置的驗證工作同步進行，大幅提升效率。
流程圖：視覺化程式流程
graph LR
A[開始] --> B{連線裝置}
B -- 成功 --> C{檢查檔案}
C -- 存在 --> D{計算 MD5}
D --> E{比較 MD5}
E -- 比對 --> F[驗證成功]
E -- 不比對 --> G[驗證失敗]
B -- 失敗 --> H[連線失敗]
C -- 不存在 --> I[檔案不存在]
F --> J[結束]
G --> J
H --> J
I --> J
這個流程圖清晰地展現了程式碼的執行邏輯，方便理解和維護。
網路中斷處理：提升程式碼的強健性
我特別加入了網路中斷處理機制，即使部分裝置無法連線，程式也能繼續執行，並清楚地報告錯誤資訊。這對於在複雜網路環境中進行自動化操作至關重要。
使用正式 IOS 檔案升級：貼近實際應用
我示範瞭如何使用正式的 IOS 檔案進行升級測試，並強調了計算和驗證 MD5 值的重要性，確保檔案的完整性和安全性。
玄貓的思考：追求卓越的網路自動化
我認為，網路自動化不只是簡單地將手動任務轉換成指令碼，更需要考量程式碼的效率、穩定性和可維護性。我的設計理念是開發一個真正實用與強健的自動化方案，讓網路管理更輕鬆、更可靠。
結論：邁向智慧網路管理
這個經過最佳化的指令碼，有效提升了 IOS 檔案上傳和驗證的效率和可靠性。它展示瞭如何結合 Netmiko 和多執行緒技術，實作更強大的網路自動化功能，為邁向智慧網路管理奠定堅實的基礎。
在網路自動化領域中，妥善處理例外狀況和錯誤是至關重要的。本文將探討如何增強先前的 Cisco IOS-XE 裝置升級工具，使其具備更強大的錯誤處理能力。
## 強化錯誤處理機制
先前的程式碼在錯誤處理方面存在不足。例如，當 Netmiko 連線失敗時，程式會直接終止，而沒有提供更詳細的錯誤資訊。我們可以改進這一點，讓程式碼更具容錯性。
```python
from netmiko import ConnectHandler, NetMikoTimeoutException, NetMikoAuthenticationException
import threading
import time
# ... (裝置資訊) ...
def reload_device(device):
try:
net_connect = ConnectHandler(**device)
# ... (升級操作) ...
net_connect.disconnect()
except NetMikoTimeoutException:
print(f"連線到 {device['host']} 超時。")
except NetMikoAuthenticationException:
print(f"驗證失敗：{device['host']}")
except Exception as e:
print(f"在 {device['host']} 上發生錯誤：{e}")
# ... (其他程式碼) ...
這段程式碼使用了 try...except 區塊來捕捉不同型別的例外狀況。針對連線超時和驗證失敗，分別使用 NetMikoTimeoutException 和 NetMikoAuthenticationException 進行處理，並印出更具體的錯誤訊息。Exception as e 則捕捉其他未預期的錯誤。
處理檔案傳輸錯誤
在檔案傳輸過程中，也可能出現錯誤，例如檔案不存在或傳輸中斷。我們可以加入程式碼來處理這些情況。
def transfer_file(device, file_path):
try:
with ConnectHandler(**device) as net_connect:
# ... (檔案傳輸操作) ...
except FileNotFoundError:
print(f"找不到檔案：{file_path}")
except Exception as e:
print(f"在 {device['host']} 上傳輸檔案時發生錯誤：{e}")
# ... (其他程式碼) ...
這段程式碼使用 FileNotFoundError 來處理檔案不存在的錯誤。同樣地，Exception as e 捕捉其他可能的錯誤。使用 with ConnectHandler(...) as net_connect: 確保連線在使用後自動關閉。
顯示更豐富的除錯資訊
為了更有效地除錯，我們可以在程式碼中加入更多除錯資訊，例如裝置的回應訊息。
def reload_device(device):
try:
with ConnectHandler(**device) as net_connect:
# ... (升級操作) ...
output = net_connect.send_command("show version")
print(f"{device['host']} 的版本資訊：\n{output}")
# ... (其他操作) ...
# ... (錯誤處理) ...
這段程式碼在升級過程中，使用 send_command("show version") 取得裝置的版本資訊，並印出到控制枱。這有助於追蹤升級過程和確認升級結果。
錯誤處理流程
graph LR
A[開始] --> B{嘗試連線};
B -- 成功 --> C[執行升級];
C --> D[完成];
B -- 超時 --> E[記錄超時錯誤];
B -- 驗證失敗 --> F[記錄驗證錯誤];
B -- 其他錯誤 --> G[記錄錯誤];
E --> D;
F --> D;
G --> D;
圖表説明: 此流程圖展示了錯誤處理流程，包括嘗試連線、執行升級，以及處理不同型別的錯誤。
透過強化錯誤處理機制，並加入更豐富的除錯資訊，可以大幅提升網路自動化工具的穩定性和可靠性。這對於管理大量網路裝置尤其重要，可以有效減少人工干預和排查錯誤的時間。
在網路裝置升級後，驗證組態是否正確至關重要。手動驗證不僅耗時費力，而與容易出錯。根據多年網路自動化的經驗，我發現自動化指令碼可以有效解決這個問題。本文將分享我如何使用 Python 和 Netmiko 撰寫自動化指令碼，實作 Cisco IOS-XE 裝置升級後的自動驗證。
首先，我們需要使用 Netmiko 連線到裝置並取得裝置的時鐘資訊，這可以作為一個初步的連線測試。
from netmiko import ConnectHandler
device1 = {
'device_type': 'cisco_ios',
'host': '192.168.1.1', # 替換為您的裝置 IP
'username': 'your_username', # 替換為您的使用者名稱
'password': 'your_password', # 替換為您的密碼
}
device2 = {
'device_type': 'cisco_ios',
'host': '192.168.1.2', # 替換為您的裝置 IP
'username': 'your_username', # 替換為您的使用者名稱
'password': 'your_password', # 替換為您的密碼
}
devices_list = [device1, device2]
for device in devices_list:
try:
net_connect = ConnectHandler(**device)
show_clock = net_connect.send_command("show clock")
print(f"{device['host']}: {show_clock}")
net_connect.disconnect()
except Exception as e:
print(f"連線到 {device['host']} 發生錯誤: {e}")
這段程式碼的核心在於利用 Netmiko 的 ConnectHandler 建立與 Cisco IOS-XE 裝置的 SSH 連線。我特意使用 try...except 區塊來捕捉潛在的連線錯誤，例如認證失敗或網路問題，確保指令碼的穩健性。透過迴圈迭代 devices_list，可以一次性檢查多台裝置，提高效率。net_connect.disconnect() 確保每次連線後都釋放資源，避免資源洩漏。show clock 命令用於驗證裝置的基本連線和回應能力。
接著，為了確保裝置在重啟後可以正常連線，我設計了一個函式來監控連線埠 22 的狀態，並在連線埠開啟後執行後續的檢查。
import socket
import time
from netmiko import ConnectHandler
# ... (裝置連線資訊與 devices_list 保持不變)
def isOpen(ip, port):
"""檢查指定 IP 和連線埠是否開啟。"""
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
s.settimeout(3)
try:
s.connect((ip, int(port)))
return True
except Exception:
return False
def post_reload_check(device, retry=60, delay=10):
"""在裝置重啟後檢查連線埠 22 並執行組態驗證。"""
ip = str(device['host'])
port = 22
start_time = time.time()
for i in range(retry):
if isOpen(ip, port):
print(f"{ip} is online. Logging into device to perform post reload check")
try:
with ConnectHandler(**device) as net_connect:
print(net_connect.send_command("show clock"))
return True
except Exception as e:
print(f"登入 {ip} 失敗: {e}")
return False
else:
print("The device is still reloading. Please wait...")
time.sleep(delay)
elapsed_time = time.time() - start_time
print(f"Total wait time for {ip}: {elapsed_time:.2f} seconds")
return False
for device in devices_list:
post_reload_check(device)
isOpen 函式使用 with socket.socket(...) as s: 的方式確保 socket 資源在使用後自動關閉，更符合 Python 的最佳實踐。post_reload_check 函式則會持續檢查連線埠 22 的狀態，直到裝置重新上線或達到最大重試次數。我加入了 retry 和 delay 引數，讓使用者可以根據實際情況調整檢查頻率和超時時間。使用 with ConnectHandler(**device) as net_connect: 確保 Netmiko 連線在使用後自動關閉，避免資源洩漏。show clock 命令驗證裝置在重啟後的基礎功能是否正常。
為了更清晰地展現程式流程，我使用 圖表來視覺化 post_reload_check 函式的執行邏輯。
graph TD
A[開始] --> B{連線埠 22 開啟?};
B -- Yes --> C[登入裝置];
C --> D[執行 show clock];
D --> E[結束];
B -- No --> F[等待];
F --> G{達到最大重試次數?};
G -- Yes --> H[結束];
G -- No --> B;
圖表説明: 此流程圖描述了 post_reload_check 函式的核心邏輯：持續檢查連線埠 22 是否開啟，若開啟則登入裝置並執行 show clock 命令；若未開啟，則等待一段時間後再次檢查，直到達到最大重試次數。
透過以上步驟，我們成功地構建了一個自動化工具，用於在 Cisco IOS-XE 裝置升級後自動驗證組態。此工具不僅提升了網路管理效率，更減少了人工操作可能帶來的錯誤。更重要的是，它提供了一個可擴充套件的框架，可以根據實際需求加入更多驗證步驟，例如檢查特定組態或執行更複雜的測試。 我認為，在網路自動化領域，Python 結合 Netmiko 的強大功能，能大幅提升網路管理的效率和可靠性。
