网络编程与自动化

📘 网络编程与自动化

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✅ 一、网络自动化背景与意义

📌 1.1 传统网络运维困境

• 设备规模庞大：

  • 升级、配置、账号变更需手工操作；

• 流程复杂：

  • 需逐台登录、输入命令、人工核查结果；

• 存在问题：

  • 效率低下；
  • 易出错；
  • 难以审计与统一管理。

📌 1.2 网络自动化优势

• 借助编程与工具，自动化：

  • 网络部署；
  • 配置管理；
  • 状态监控；
  • 故障排查；

• 减少人为干预，提升效率与准确性；

• 主流自动化技术：

  • 工具平台：Ansible、SaltStack、Puppet、Chef；
  • 编程语言：Python、Shell；

• 网络工程师需掌握Python编程能力，推动智能运维发展。

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✅ 二、编程语言概述与Python介绍

📌 2.1 编程语言分类

类型	说明	示例
编译型语言	执行前编译生成机器码，运行高效	C、C++、Go
解释型语言	运行时逐行翻译，跨平台灵活	Python、Java

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📌 2.2 计算技术栈与程序执行过程

• 从硬件到软件：

  • 晶体管 → 门/寄存器 → 微架构 → 汇编语言 → 高级语言 → 应用；

• 编译型语言：

  • 源码 → 编译器 → 汇编 → 链接 → 可执行文件；

• 解释型语言：

  • 源码 → 字节码（.pyc） → 虚拟机解释 → 机器语言。

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📌 2.3 Python语言特点

优势	劣势
语法简洁，易于入门	运行速度较慢
支持面向过程与面向对象	解释型语言逐行翻译
丰富的第三方库
可调用其他语言，胶水语言

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📌 2.4 Python基本运行方式

方式	说明
交互式	命令行直接输入，实时查看
脚本式	编写.py文件整体运行

示例：

print("hello world")
a = 1
b = 2
print(a + b)

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📌 2.5 Python编码规范

• 结构：

  • 建议每条语句单独一行；
  • 长语句可使用圆括号续行；

• 空格与缩进：

  • 括号内避免空格；
  • 运算符两侧空格根据习惯；
  • 统一使用4个空格缩进；

• 标识符：

  • 由字母、数字、下划线组成，不能以数字开头；
  • 区分大小写，禁止非法命名；

• 注释：

  • 单行：#
  • 多行：'''内容''' 或 """内容"""

源码结构：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
"""
模块说明
"""
import time
# 运行代码

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📌 2.6 函数、模块与类

概念	定义与作用
函数	def定义，提高复用性
模块	.py文件，便于分工协作
类	class定义对象集合
方法	类内函数，必须含self

模块示例：

# demo.py
def sit():print("A dog is now sitting")# test.py
import demo
demo.sit()

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✅ 三、网络自动化Telnet案例实战

📌 3.1 telnetlib模块

• Python标准库，提供Telnet功能：

from telnetlib import Telnet
tn = Telnet(host)
tn.read_until(b'信息')
tn.write(b'数据')
tn.close()

• 常用方法：

  • read_until()：读取至指定信息；
  • read_all()：读取所有数据；
  • write()：发送数据；
  • close()：关闭连接。

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📌 3.2 Telnet自动登录配置步骤

1. 设备配置Telnet服务：

[Huawei] user-interface vty 0 4
[Huawei-ui-vty0-4] authentication-mode password
[Huawei-ui-vty0-4] set authentication password simple Huawei@123
[Huawei-ui-vty0-4] protocol inbound telnet
[Huawei-ui-vty0-4] user privilege level 15
[Huawei] telnet server enable
[Huawei] interface GE1/0/0
[Huawei-GE1/0/0] ip address 192.168.10.10 24

2. 手动Telnet验证：

telnet 192.168.10.10
Password: Huawei@123
<Huawei>

3. Python代码自动登录：

import telnetlibhost = '192.168.10.10'
password = 'Huawei@123'tn = telnetlib.Telnet(host)
tn.read_until(b'Password:')
tn.write(password.encode('ascii') + b"\n")
print(tn.read_until(b'<Huawei>').decode('ascii'))
tn.close()

4. 效果：

• 自动发送密码；
• 快速登录设备；
• 输出登录回显信息。

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✅ 四、思考题参考答案

1. Python属于编译型语言。（B 错误，属于解释型语言）

2. 使用telnetlib创建VLAN 10示例：

tn.write(b'sys\n')
tn.write(b'vlan 10\n')
tn.write(b'description 自动化VLAN\n')
tn.write(b'quit\n')

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✅ 五、本章总结

• 网络自动化显著提升运维效率；
• Python是理想的网络编程语言；
• Telnet结合Python，轻松实现设备远程自动配置；
• 推荐深入学习华为HCIP-Datacom等认证，掌握更高级网络自动化技术。

🧪 网络编程与自动化

✅ 一、单项选择题（每题2分）

1. 下列关于网络自动化优势的描述，错误的是：A. 可自动部署配置，提升效率B. 降低人为操作失误风险C. 完全不需要网络基础也可运维D. 支持大规模网络设备统一管理✅ **答案：C**2. Python属于以下哪种编程语言类别？A. 编译型语言，执行效率最高B. 解释型语言，跨平台灵活C. 汇编语言，底层操作复杂D. 机器语言，直接运行于硬件✅ **答案：B**3. 关于telnetlib模块，以下说法正确的是：A. 仅适用于SSH协议远程管理B. 用于通过Telnet自动操作设备C. 需安装第三方库才能使用D. 仅适用于Windows系统✅ **答案：B**4. Python中用于导入模块的关键字是：A. includeB. importC. defineD. class✅ **答案：B**5. 在Python中，定义函数的语法关键字为：A. functionB. defineC. defD. lambda✅ **答案：C**

✅ 二、判断题（每题1分）

1.（✔）Python支持面向过程与面向对象编程范式。
2.（✘）网络自动化完全代替了网络工程师的作用。
3.（✔）telnetlib模块可以实现Telnet自动登录与配置操作。
4.（✘）Python中标识符可以以数字开头。
5.（✔）使用自动化脚本可以大幅降低网络运维的复杂度和失误率。

✅ 三、简答题（每题5分）

1. 简述网络自动化的常见应用场景。

参考答案：

• 批量配置下发与变更；
• 网络设备远程监控与管理；
• 故障自动检测与初步恢复；
• 网络资源审计与状态巡检；
• 大型网络的集中统一运维。

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2. Python语言相比传统编程语言有哪些优势？

参考答案：

• 语法简单，易于入门，开发效率高；
• 兼容面向对象与面向过程编程；
• 拥有丰富的标准库与第三方扩展；
• 跨平台运行，应用领域广泛；
• 适合快速实现网络自动化、数据分析与AI应用。

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3. 简述telnetlib模块的主要功能与常用方法。

   参考答案：

• 功能：基于Telnet协议实现远程登录与自动交互；

• 常用方法：

  • Telnet()：创建Telnet连接对象；
  • read_until(b'关键词')：读取数据直到指定内容；
  • write(b'数据')：发送操作指令；
  • close()：关闭Telnet连接。

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✅ 四、应用题（每题10分）

场景题：

某企业网络工程师需编写Python脚本，远程登录华为路由器，通过Telnet方式配置VLAN 10，并设置描述信息“自动化配置”。

问题：

1. 设备端需进行哪些基础配置？
2. 编写Python脚本实现该需求。

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参考答案：

✅ 1. 设备基础配置：

[Huawei] user-interface vty 0 4
[Huawei-ui-vty0-4] authentication-mode password
[Huawei-ui-vty0-4] set authentication password simple Huawei@123
[Huawei-ui-vty0-4] protocol inbound telnet
[Huawei-ui-vty0-4] user privilege level 15
[Huawei] telnet server enable
[Huawei] interface GigabitEthernet0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.10.10 255.255.255.0

✅ 2. Python自动化脚本示例：

import telnetlibhost = '192.168.10.10'
password = 'Huawei@123'tn = telnetlib.Telnet(host)
tn.read_until(b'Password:')
tn.write(password.encode('ascii') + b"\n")tn.write(b'system-view\n')
tn.write(b'vlan 10\n')
tn.write(b'description 自动化配置\n')
tn.write(b'quit\n')
tn.write(b'quit\n')print(tn.read_all().decode('ascii'))
tn.close()

说明：

• 脚本自动输入登录密码；
• 自动进入系统视图，创建VLAN；
• 配置完成后退出；
• 实现无人值守、高效可靠的配置操作。