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在現代網絡中，自動化是網絡管理的重要一環。通過使用Python編程語言和Netmiko庫，我們可以簡化並提高VLAN（Virtual Local Area Network）的創建過程。VLAN允許我們將網絡設備劃分為邏輯上的獨立網絡，提高網絡的性能、安全性和管理效率。

在開始自動執行VLAN創建之前，我們需要進行一些準備工作，確保系統處於適當的狀態。

安裝 Python

在Windows上安裝Python

訪問Python官方網站：

前往 Python官方網站https://www.python.org/downloads下載最新版本的Python。

下載安裝程序：

在網站上選擇適用於Windows的Python版本，通常為一個exe文件。雙擊下載的安裝程序以啟動安裝。

設置安裝選項：

在安裝過程中，確保勾選 "Add Python to PATH" 選項，這將使Python可在命令行中直接訪問。

完成安裝：

點擊 "Install Now" 開始安裝，等待安裝程序完成。

驗證安裝：

打開命令提示符（Command Prompt）或PowerShell，並輸入以下命令來驗證Python是否正確安裝：

python --version

或者，使用以下命令查看Python的交互式Shell：

python

如果成功安裝，你將看到Python版本信息。

在Mac上安裝Python

Mac通常預裝有Python，但為了確保使用最新版本或進行自定義安裝，可以按照以下步驟操作：

使用Homebrew安裝（推薦）：

如果你使用了Homebrewhttps://brew.sh包管理器，可以使用以下命令安裝Python：

brew install python

手動安裝：

前往Python官方網站https://www.python.org/downloads下載最新版本的Python。

安裝：

雙擊下載的pkg文件，按照提示完成安裝。

驗證安裝：

打開終端，並輸入以下命令驗證Python是否正確安裝：

python3 --version

或者，使用以下命令查看Python的交互式Shell：

python3

如果成功安裝，你將看到Python版本信息。

在Linux上安裝Python

大多數Linux發行版都預裝有Python，你可以通過包管理器安裝或更新。

使用包管理器

Debian/Ubuntu：

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3

Fedora：

sudo dnf install python3

openSUSE：

sudo zypper install python3

通過源代碼安裝

下載源代碼：

前往Python官方網站https://www.python.org/downloads/source下載Python的源代碼壓縮包。

解壓縮源代碼：

在終端中進入解壓縮後的目錄，並執行以下命令：

./configure
make
sudo make install

驗證安裝：

在終端中輸入以下命令驗證Python是否正確安裝：

python3 --version

或者，使用以下命令查看Python的交互式Shell：

python3

如果成功安裝，你將看到Python版本信息。

設置虛擬環境

虛擬環境可以隔離項目的依賴，防止與其他項目沖突。使用以下命令創建和激活虛擬環境：

# 安裝 virtualenv
pip install virtualenv
# 創建虛擬環境
python -m venv myenv
# 激活虛擬環境
# 在 Windows 上：
myenv\Scripts\activate
# 在 Linux 或 macOS 上：
source myenv/bin/activate

安裝 Netmiko

Netmiko是一個用於處理網絡設備的Python庫，支持多種設備類型。使用以下命令安裝Netmiko：

pip install netmiko

Netmiko基於SSH協議，因此確保你的網絡設備支持SSH，並且已經正確配置和啟用。

編寫 Python 腳本

我們將創建一個簡單的Python腳本，該腳本連接到Cisco設備並執行VLAN創建過程。

連接到設備

首先，我們需要建立與網絡設備的連接。創建一個Python腳本，命名為 create_vlan.py：

from netmiko import ConnectHandler
device = {
    'device_type': 'cisco_ios',
    'ip': '設備IP地址',
    'username': '你的用戶名',
    'password': '你的密碼',
}
connection = ConnectHandler(**device)

這段代碼使用Netmiko的 ConnectHandler 類建立到Cisco設備的SSH連接。請替換 '設備IP地址'、'你的用戶名' 和 '你的密碼' 為實際設備的信息。

創建 VLAN

接下來，我們將編寫代碼來創建一個新的VLAN。在Cisco設備上，我們可以使用 vlan 命令來完成。

vlan_id = 100
vlan_name = 'vlan_name'
vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
connection.send_config_set([vlan_command])

這段代碼定義了VLAN的ID和名稱，然後使用 send_config_set 方法將配置命令發送到設備。這裡我們使用了格式化字符串 f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}" 來生成VLAN配置命令。

驗證配置

為了確保VLAN創建成功，我們可以執行 show vlan brief 命令，並輸出結果。

output = connection.send_command('show vlan brief')
print(output)

這段代碼使用 send_command 方法向設備發送命令，並將結果存儲在 output 變量中。然後通過 print(output) 打印結果。

關閉連接

最後，我們在腳本的末尾關閉與設備的連接，釋放資源。

connection.disconnect()

完整的腳本如下：

from netmiko import ConnectHandler
device = {
    'device_type': 'cisco_ios',
    'ip': '設備IP地址',
    'username': '你的用戶名',
    'password': '你的密碼',
}
connection = ConnectHandler(**device)
# 創建 VLAN
vlan_id = 100
vlan_name = 'vlan_name'
vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
connection.send_config_set([vlan_command])
# 驗證配置
output = connection.send_command('show vlan brief')
print(output)
# 關閉連接
connection.disconnect()

保存並運行腳本：

python create_vlan.py

添加錯誤處理

在真實的網絡環境中，很可能會遇到各種問題，如設備不可達、認證失敗等。為了增加腳本的魯棒性，我們可以添加一些錯誤處理。

from netmiko import ConnectHandler, SSHException
device = {
    'device_type': 'cisco_ios',
    'ip': '設備IP地址',
    'username': '你的用戶名',
    'password': '你的密碼',
}
try:
    connection = ConnectHandler(**device)
    # 創建 VLAN
    vlan_id = 100
    vlan_name = 'vlan_name'
    vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
    connection.send_config_set([vlan_command])
    # 驗證配置
    output = connection.send_command('show vlan brief')
    print(output)
except SSHException as e:
    print(f"SSH連接錯誤: {e}")
finally:
    # 關閉連接
    if 'connection' in locals():
        connection.disconnect()

在這個腳本中，我們使用了 try、except 和 finally 來進行錯誤處理。如果在 try 塊中發生SSHException，腳本將捕獲異常並打印錯誤消息，然後執行 finally 塊中的關閉連接操作。

從配置文件讀取設備信息

為了增加腳本的靈活性，我們可以將設備信息存儲在一個單獨的配置文件中，以便在不同場景下輕松修改。

創建一個名為 device_config.ini 的配置文件：

[device]
device_type = cisco_ios
ip = 設備IP地址
username = 你的用戶名
password = 你的密碼

修改腳本以從配置文件讀取設備信息：

from netmiko import ConnectHandler, SSHException
from configparser import ConfigParser
config = ConfigParser()
config.read('device_config.ini')
device = {
    'device_type': config['device']['device_type'],
    'ip': config['device']['ip'],
    'username': config['device']['username'],
    'password': config['device']['password'],
}
try:
    connection = ConnectHandler(**device)
    # 創建 VLAN
    vlan_id = 100
    vlan_name = 'vlan_name'
    vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
    connection.send_config_set([vlan_command])
    # 驗證配置
    output = connection.send_command('show vlan brief')
    print(output)
except SSHException as e:
    print(f"SSH連接錯誤: {e}")
finally:
    # 關閉連接
    if 'connection' in locals():
        connection.disconnect()

這樣，你可以通過修改 device_config.ini 文件來輕松更改設備信息，而無需直接修改腳本。

批量創建 VLAN

在實際網絡中，可能需要一次性在多個設備上創建相同的VLAN。為了實現這一點，我們可以將設備信息存儲在一個列表中，並使用循環在每個設備上執行相同的操作。

from netmiko import ConnectHandler, SSHException
from configparser import ConfigParser
config = ConfigParser()
config.read('device_config.ini')
devices = [
    {
        'device_type': config['device']['device_type'],
        'ip': '設備1的IP地址',
        'username': config['device']['username'],
        'password': config['device']['password'],
    },
    {
        'device_type': config['device']['device_type'],
        'ip': '設備2的IP地址',
        'username': config['device']['username'],
        'password': config['device']['password'],
    },
    # 添加更多設備
]
for device in devices:
    try:
        connection = ConnectHandler(**device)
        # 創建 VLAN
        vlan_id = 100
        vlan_name = 'vlan_name'
        vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
        connection.send_config_set([vlan_command])
        # 驗證配置
        output = connection.send_command('show vlan brief')
        print(output)
    except SSHException as e:
        print(f"SSH連接錯誤({device['ip']}): {e}")
    finally:
        # 關閉連接
        if 'connection' in locals():
            connection.disconnect()

通過在 devices 列表中添加更多設備，可以在一次運行中批量創建相同的VLAN。

使用函數進行模塊化

為了提高腳本的可讀性和維護性，我們可以將不同的功能模塊化，將其放入函數中。

from netmiko import ConnectHandler, SSHException
from configparser import ConfigParser
def connect_to_device(device):
    try:
        connection = ConnectHandler(**device)
        return connection
    except SSHException as e:
        print(f"SSH連接錯誤({device['ip']}): {e}")
        return None
def create_vlan(connection, vlan_id, vlan_name):
    vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
    connection.send_config_set([vlan_command])
def verify_vlan(connection):
    output = connection.send_command('show vlan brief')
    print(output)
def disconnect_from_device(connection):
    connection.disconnect()
def main():
    config = ConfigParser()
    config.read('device_config.ini')
    devices = [
        {
            'device_type': config['device']['device_type'],
            'ip': '設備1的IP地址',
            'username': config['device']['username'],
            'password': config['device']['password'],
        },
        {
            'device_type': config['device']['device_type'],
            'ip': '設備2的IP地址',
            'username': config['device']['username'],
            'password': config['device']['password'],
        },
        # 添加更多設備
    ]
    for device in devices:
        connection = connect_to_device(device)
        if connection:
            create_vlan(connection, vlan_id=100, vlan_name='vlan_name')
            verify_vlan(connection)
            disconnect_from_device(connection)
if __name__ == "__main__":
    main()

通過將連接設備、創建VLAN、驗證配置和斷開連接等操作封裝成函數，我們可以更清晰地組織腳本，並使其更易於維護。

使用 Jinja2 模板生成配置

在實際網絡環境中，可能會有大量相似的配置任務，例如在多個設備上創建相同的VLAN。為了更靈活地生成配置，我們可以使用 Jinja2 模板引擎。

首先，安裝 Jinja2：

pip install jinja2

然後，創建一個 Jinja2 模板文件，命名為 vlan_template.j2：

vlan {{ vlan_id }}
 name {{ vlan_name }}

修改腳本，使用 Jinja2 模板引擎加載模板並生成配置：

from netmiko import ConnectHandler, SSHException
from configparser import ConfigParser
from jinja2 import Environment, FileSystemLoader
def render_template(template_path, **kwargs):
    env = Environment(loader=FileSystemLoader('.'))
    template = env.get_template(template_path)
    return template.render(kwargs)
def connect_to_device(device):
    try:
        connection = ConnectHandler(**device)
        return connection
    except SSHException as e:
        print(f"SSH連接錯誤({device['ip']}): {e}")
        return None
def create_vlan(connection, vlan_id, vlan_name):
    vlan_template = render_template('vlan_template.j2', vlan_id=vlan_id, vlan_name=vlan_name)
    connection.send_config_set([vlan_template])
def verify_vlan(connection):
    output = connection.send_command('show vlan brief')
    print(output)
def disconnect_from_device(connection):
    connection.disconnect()
def main():
    config = ConfigParser()
    config.read('device_config.ini')
    devices = [
        {
            'device_type': config['device']['device_type'],
            'ip': '設備1的IP地址',
            'username': config['device']['username'],
            'password': config['device']['password'],
        },
        {
            'device_type': config['device']['device_type'],
            'ip': '設備2的IP地址',
            'username': config['device']['username'],
            'password': config['device']['password'],
        },
        # 添加更多設備
    ]
    for device in devices:
        connection = connect_to_device(device)
        if connection:
            create_vlan(connection, vlan_id=100, vlan_name='vlan_name')
            verify_vlan(connection)
            disconnect_from_device(connection)
if __name__ == "__main__":
    main()

這樣，我們可以使用 Jinja2 模板生成更復雜的配置，並輕松地在不同的設備上執行相同的配置任務。

使用異常處理改進腳本穩定性

在網絡自動化中，異常處理是至關重要的。當我們嘗試連接設備、發送配置或執行其他操作時，可能會遇到各種錯誤。通過適當的異常處理，我們可以使腳本更加穩定和可靠。

from netmiko import ConnectHandler, SSHException
from configparser import ConfigParser
def connect_to_device(device):
    try:
        connection = ConnectHandler(**device)
        return connection
    except SSHException as e:
        print(f"SSH連接錯誤({device['ip']}): {e}")
        return None
    except Exception as e:
        print(f"連接設備({device['ip']})時出現錯誤: {e}")
        return None
def create_vlan(connection, vlan_id, vlan_name):
    try:
        vlan_command = f"vlan {vlan_id}\nname {vlan_name}"
        connection.send_config_set([vlan_command])
    except Exception as e:
        print(f"創建VLAN({vlan_id})時出現錯誤: {e}")
def verify_vlan(connection):
    try:
        output = connection.send_command('show vlan brief')
        print(output)
    except Exception as e:
        print(f"驗證VLAN時出現錯誤: {e}")
def disconnect_from_device(connection):
    try:
        connection.disconnect()
    except Exception as e:
        print(f"斷開連接時出現錯誤: {e}")
def main():
    config = ConfigParser()
    config.read('device_config.ini')
    devices = [
        {
            'device_type': config['device']['device_type'],
            'ip': '設備1的IP地址',
            'username': config['device']['username'],
            'password': config['device']['password'],
        },
        {
            'device_type': config['device']['device_type'],
            'ip': '設備2的IP地址',
            'username': config['device']['username'],
            'password': config['device']['password'],
        },
        # 添加更多設備
    ]
    for device in devices:
        connection = connect_to_device(device)
        if connection:
            create_vlan(connection, vlan_id=100, vlan_name='vlan_name')
            verify_vlan(connection)
            disconnect_from_device(connection)
if __name__ == "__main__":
    main()

通過在關鍵部分添加適當的異常處理，我們可以提高腳本的魯棒性，並更好地處理可能出現的問題。

使用日志記錄

在復雜的自動化腳本中，輸出到控制臺的信息可能不足以進行詳細的故障排查。使用日志記錄可以幫助我們跟蹤腳本的執行過程，記錄關鍵事件和錯誤。

import logging
logging.basicConfig(filename='automation.log', level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')
def connect_to_device(device):
    try:
        connection = ConnectHandler(**device)
        logging.info(f"連接到設備({device['ip']})成功")
        return connection
    except SSHException as e:
        logging.error(f"SSH連接錯誤({device['ip']}): {e}")
        return None
    except Exception as e:
        logging.error(f"連接設備({device['ip']})時出現錯誤: {e}")
        return None
# 在其他關鍵部分添加日志記錄

通過配置日志記錄，我們可以在執行過程中捕獲關鍵事件，並在需要時檢查日志文件以了解腳本的行為。

使用版本控制

版本控制是軟件開發中的重要實踐之一，它允許我們跟蹤代碼的變化並協作開發。將腳本存儲在版本控制系統（如Git）中可以使我們更好地管理代碼，並跟蹤變更歷史。

通過將腳本存儲在Git倉庫中，並定期提交和推送變更，我們可以確保腳本的安全和可追溯性。

如何使用 Python 和 Netmiko 自動創建網絡設備 VLAN，受益頗深！

安裝 Python

在Windows上安裝Python

在Mac上安裝Python

在Linux上安裝Python

使用包管理器

通過源代碼安裝

設置虛擬環境

安裝 Netmiko

編寫 Python 腳本

連接到設備

創建 VLAN

驗證配置

關閉連接

添加錯誤處理

從配置文件讀取設備信息

批量創建 VLAN

使用函數進行模塊化

使用 Jinja2 模板生成配置

使用異常處理改進腳本穩定性

使用日志記錄

使用版本控制