局域網(wǎng)交換機(jī)配置的自動(dòng)備份方法研究

胡 寅,呂浩勇

(黃岡師范學(xué)院 信息化建設(shè)辦公室,湖北 黃岡 438000)

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理員來(lái)說(shuō),定期對(duì)局域網(wǎng)中的交換機(jī)配置進(jìn)行備份非常必要,因?yàn)橐坏┙粨Q機(jī)發(fā)生故障,備份的交換機(jī)配置將有助于快速恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。交換機(jī)配置的備份最早是使用手工備份,以華三(H3C)交換機(jī)為例,在交換機(jī)命令行下,其手工備份方式通常有三種[1]:第一種連接設(shè)備,執(zhí)行display current-configuration命令,將回顯的信息復(fù)制到TXT文本文件中;第二種開(kāi)啟交換機(jī)ftp服務(wù),然后將配置文件復(fù)制到計(jì)算機(jī);第三種是使用TFTP服務(wù)器的方式,這也是最常使用的方式。但手工備份僅適用于小型、交換機(jī)數(shù)量較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,對(duì)于設(shè)備數(shù)量較多的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,這種方式需要運(yùn)維管理人員花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間,影響工作效率。在較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,手工備份效率低下,可行性不高,如何快速、高效地對(duì)上百臺(tái)交換機(jī)的配置進(jìn)行備份,是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員迫切需要解決的問(wèn)題[2-3]。

針對(duì)這一問(wèn)題,以H3C交換機(jī)為例,分別提出利用Python語(yǔ)言提供的函數(shù)庫(kù)編寫(xiě)交換機(jī)自動(dòng)備份程序和使用H3C交換機(jī)自動(dòng)備份功能兩種方法,可在需要備份時(shí),快速完成局域網(wǎng)中交換機(jī)的批量自動(dòng)備份,以期有效提高網(wǎng)絡(luò)管理員的工作效率。

1 基于Python的自動(dòng)備份程序

Python語(yǔ)言是一種面向?qū)ο蟆⒔忉屝偷挠?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,由荷蘭人Guido van Rossum于1989年末提出并隨后設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。Python語(yǔ)言由于具有簡(jiǎn)單易學(xué)、免費(fèi)開(kāi)源、類(lèi)庫(kù)豐富、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn),深受廣大程序員的喜愛(ài)[4]。Netmiko類(lèi)庫(kù)是一個(gè)非常強(qiáng)大的Python網(wǎng)絡(luò)管理類(lèi)庫(kù),它是一個(gè)SSHV2開(kāi)源項(xiàng)目,基于Paramiko類(lèi)庫(kù)開(kāi)發(fā),支持諸多廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,包括思科、華為、華三、Juniper等主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái),且簡(jiǎn)化了回顯結(jié)果和設(shè)備的配置命令,方便易用[5]。本研究探討對(duì)H3C交換機(jī)設(shè)備的連接管理,Netmiko支持telnet、ssh協(xié)議的CLI連接,但有些設(shè)備是不支持telnet協(xié)議的。因此,出于安全考慮,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建議采用ssh協(xié)議連接為主。

1.1 基于Python的備份程序設(shè)計(jì)

使用Python提供的netmiko、time、shutil等類(lèi)庫(kù)模塊,用Python語(yǔ)言編寫(xiě)交換機(jī)配置的備份程序。其中,利用netmiko庫(kù)提供的功能模塊完成連接H3C交換機(jī)時(shí),需要使用其相應(yīng)的ConnectHandler方法,按照其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供包含設(shè)備類(lèi)型、IP地址、用戶名、密碼字典參數(shù)。成功連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后,執(zhí)行相關(guān)交換機(jī)命令,最后將回顯信息保存,詳細(xì)核心代碼如下所示:

#下面定義幾個(gè)全局變量

today = time.strftime("%Y-%m-%d", time.localtime()) #獲取本地時(shí)間

# 下面代碼檢查并生成備份文件夾

if os.path.exists(back_path + today + "/"): #檢查是否存在相關(guān)文件夾

shutil.rmtree(back_path + today + "/") #如已存在,則刪除已有文件夾

os.mkdir(back_path + today + "/")

# 下面代碼讀取交換機(jī)信息

for line in sw_list.readlines():

line = line.replace(", ") #去除空格

list= line.split(", ") #以逗號(hào)進(jìn)行分隔字段

sw_name = str(list[0]) #獲取設(shè)備名稱

sw_type = list[1] #獲取設(shè)備類(lèi)型,比如H3C的設(shè)備類(lèi)型為hp_comware

ip = list[2] #獲取設(shè)備IP地址

name = list[3] #獲取設(shè)備管理員賬號(hào)

sw_passwd = list[4] #獲取設(shè)備管理員密碼

#connecthandler設(shè)備連接類(lèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),建立一個(gè)連接變量,并進(jìn)行賦值

net_connect = ConnectHandler(

device_type=sw_type,

ip=ip,

username=name,password=sw_passwd,)

txtname =back_path + today + "/" + sw_name + "_" + ip + "_" + today + ".txt" #備份文件名稱設(shè)定

time.sleep(2) #考慮到交換機(jī)延時(shí),程序暫停2秒

#保存顯示信息

wr.write(output) #將配置回顯信息保存到指定文件

wr.close #執(zhí)行完畢,關(guān)閉文件

執(zhí)行程序前,先生成一個(gè)需要批量備份的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備清單。可以保存為“.csv”文件格式,也可以保存為其他格式文件,本研究為了便于管理采用“.csv”格式,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備備份清單格式如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備備份清單

通過(guò)執(zhí)行自動(dòng)備份程序,批量備份的交換機(jī)配置會(huì)生成包含交換機(jī)名、交換機(jī)IP地址和時(shí)間信息的命名,并且將備份的配置文件保存在以備份日期命名的文件夾中。比如c:/auto_backup/switch_backup/2022-08-01/hexin_192.168.250.1_2022-08-01.txt,這樣一個(gè)命名對(duì)于管理人員來(lái)說(shuō)辨識(shí)非常方便,可直觀地顯示這是哪里的交換機(jī),使用哪個(gè)IP地址,以及備份文件生成的日期是哪一天。備份實(shí)際結(jié)果如圖2所示。

圖2 備份結(jié)果

1.2 自動(dòng)運(yùn)行備份程序

完成Python備份程序的開(kāi)發(fā)后,要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)備份可在Windows操作系統(tǒng)下,選擇Windows“任務(wù)計(jì)劃程序”設(shè)置自動(dòng)定時(shí)運(yùn)行。利用pyinstaller工具生成一個(gè)Windows下的可執(zhí)行程序;在“任務(wù)計(jì)劃程序”下,選擇“創(chuàng)建基本任務(wù)”,按照步驟提示將生成的可執(zhí)行程序添加進(jìn)去;然后,設(shè)定好程序執(zhí)行的時(shí)間和周期(根據(jù)需要,可以每天某個(gè)時(shí)間執(zhí)行一次,或每周某一天執(zhí)行一次),即可在Windows環(huán)境下定期執(zhí)行備份程序,完成交換機(jī)配置的批量自動(dòng)備份。

2 交換機(jī)自動(dòng)備份功能

局域網(wǎng)中的交換機(jī)由于類(lèi)型不同,采用定期自動(dòng)的配置命令也不同,而且,不是所有的交換機(jī)都支持這一功能[6]。對(duì)于具備自動(dòng)備份功能的交換機(jī),使用這一方式進(jìn)行自動(dòng)備份,首先設(shè)定一臺(tái)TFTP服務(wù)器,然后定期自動(dòng)在交換機(jī)上執(zhí)行自動(dòng)備份命令后,相關(guān)配置文件就會(huì)自動(dòng)上傳到這個(gè)服務(wù)器指定的目錄中。

以H3C交換機(jī)為例,要定期將交換機(jī)的配置文件自動(dòng)備份到相關(guān)TFTP服務(wù)器,可使用job命令,將配置文件通過(guò)tftp命令傳至tftp服務(wù)器,但需要在用戶視圖下完成。交換機(jī)的具體定期自動(dòng)備份配置如下:

[C6_32U]job backup202207 #創(chuàng)建任務(wù)backup202207

[C6_32U-job-backup202207]view monitor #進(jìn)入用戶視圖

[C6_32U-job-backup202207]time 1 repeating at 01∶00 week-day Sat command tftp 192.168.250.85 put config.cfg 192.168.250.231.cfg #配置定時(shí)執(zhí)行任務(wù),使設(shè)備在每個(gè)星期六1∶00進(jìn)行備份

3 自動(dòng)備份效果

自動(dòng)備份能提升網(wǎng)絡(luò)管理人員的工作效率。通過(guò)對(duì)兩種自動(dòng)備份方式進(jìn)行比較,采用基于Python的自動(dòng)備份程序更加便利:一是對(duì)所有的交換機(jī)都適用,不需要額外設(shè)置TFTP服務(wù)器;二是備份更靈活,可以隨時(shí)自動(dòng)運(yùn)行程序進(jìn)行批量備份。但采用這種方法的缺點(diǎn)是運(yùn)維管理人員需要具備一定的編程水平。利用交換機(jī)自動(dòng)備份功能,只適用于具備此功能的交換機(jī),在文件傳輸過(guò)程中采用tftp協(xié)議,安全性較差,并需要進(jìn)行額外的安全設(shè)置,且初次使用,需對(duì)每臺(tái)交換機(jī)手動(dòng)進(jìn)行設(shè)置操作,但一旦設(shè)置完成,后期運(yùn)行穩(wěn)定性好,維護(hù)成本較低。本研究利用自動(dòng)備份小程序,對(duì)106臺(tái)交換機(jī)進(jìn)行自動(dòng)備份,共計(jì)用時(shí)11分鐘19秒,平均一臺(tái)6.3秒,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工備份的效率;采用交換機(jī)自動(dòng)備份功能由于首次配置工作量較大,暫未進(jìn)行大規(guī)模實(shí)際操作。

4 總結(jié)

為提高大中型局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理人員對(duì)大量交換機(jī)配置進(jìn)行備份的效率,以H3C交換機(jī)為例,給出了兩種有效的交換機(jī)批量自動(dòng)備份方法。第一種方法通過(guò)利用netmiko庫(kù)編寫(xiě)一個(gè)Python自動(dòng)備份程序,達(dá)到批量備份的目的,并結(jié)合Windows操作系統(tǒng)的任務(wù)計(jì)劃程序,設(shè)置了程序自動(dòng)執(zhí)行,從而使得自動(dòng)備份程序可以定期自動(dòng)運(yùn)行。第二種方法利用H3C交換機(jī)的job自動(dòng)備份命令,實(shí)現(xiàn)H3C交換機(jī)配置的自動(dòng)批量備份。兩種方法各有利弊,第一種方法方便實(shí)用,但需要運(yùn)維管理人員具備一定的編程水平;第二種方法僅在交換機(jī)上就能完成自動(dòng)備份設(shè)置,但不是所有的交換機(jī)都支持這一功能,而且第一次使用時(shí)需要分別在每臺(tái)交換機(jī)上完成該配置,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大,需要的操作就越多。所以,實(shí)際運(yùn)維中,管理員可根據(jù)實(shí)際情況,合理選擇使用這兩種方法,從而達(dá)到提高局域網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)備份的工作效率。