基于Python的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維

曾愛(ài)斌

（中海油信息科技有限公司，廣東 深圳 518000 ）

0 前言

隨著信息化的深入發(fā)展，企業(yè)積累了大量的信息系統(tǒng)和設(shè)備，如何對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)維，使其實(shí)現(xiàn)效益最大化的目標(biāo)就成為相關(guān)工作的重點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)主要通過(guò)運(yùn)維人員面對(duì)面或者遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)器開(kāi)展針對(duì)信息系統(tǒng)的運(yùn)維工作，然而該方法較為原始且易出現(xiàn)人為誤差。如果沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理狀態(tài)，就需要網(wǎng)絡(luò)管理人員手動(dòng)查看，不僅會(huì)增加工作量，而且還會(huì)引發(fā)過(guò)度浪費(fèi)人力資源的問(wèn)題[1]。綜上所述，該文以自動(dòng)化運(yùn)維技術(shù)的作用、分類(lèi)以及應(yīng)用為核心，通過(guò)技術(shù)、應(yīng)用和編寫(xiě)對(duì)Python自動(dòng)化運(yùn)維進(jìn)行全面分析，從而實(shí)現(xiàn)有效提升工作效率、信息檢索效率和用戶網(wǎng)絡(luò)安全效率等目標(biāo)。該文希望通過(guò)Python自動(dòng)化運(yùn)維技術(shù)為提升各方面的效率提供新的途徑和科學(xué)依據(jù)[2]。

1 Python

1.1 Python簡(jiǎn)介

Python是目前已經(jīng)被全世界廣泛使用的一種解釋型、高級(jí)和通用的編程語(yǔ)言，它支持多種編程泛型，例如函數(shù)式、指令式以及反射式等。Python最早開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，是ABC語(yǔ)言的迭代產(chǎn)品，具有簡(jiǎn)單易學(xué)、運(yùn)行速度快以及跨平臺(tái)等特點(diǎn)。從21世紀(jì)開(kāi)始，Python憑借自身的特色和優(yōu)勢(shì)呈現(xiàn)逐年遞增的發(fā)展趨勢(shì)，已被廣泛用于許多行業(yè)和領(lǐng)域中。在第三方庫(kù)的支持下（尤其許多優(yōu)秀的運(yùn)維相關(guān)組件），Python可以在企業(yè)信息系自動(dòng)化運(yùn)維方面發(fā)揮重要作用。

Python作為新的編程語(yǔ)言，雖然已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但是該編程語(yǔ)言?xún)?yōu)、缺點(diǎn)并存，下面將具體介紹Python語(yǔ)言的優(yōu)、缺點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀。

1.2 Python的優(yōu)點(diǎn)

Python具有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1） 語(yǔ)法比傳統(tǒng)編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單。與傳統(tǒng)C/C++、Java以及C#等編程語(yǔ)言相比，Python對(duì)代碼格式的要求低，還具備簡(jiǎn)單、免費(fèi)、兼容性強(qiáng)、用途廣泛以及易學(xué)習(xí)等特點(diǎn)，因此在學(xué)習(xí)、操作和應(yīng)用過(guò)程中無(wú)須用戶花費(fèi)太多精力。2） 免費(fèi)開(kāi)源。開(kāi)源意味源代碼是開(kāi)放式的，所有用戶不需要支付任何費(fèi)用就可以查看、修改以及使用源代碼，也無(wú)須擔(dān)心版權(quán)問(wèn)題。3） 可擴(kuò)展性強(qiáng)。Python語(yǔ)言擁有豐富的模塊，覆蓋了文件I/O、GUI、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)以及文本操作等大部分應(yīng)用場(chǎng)景[3]。

1.3 Python的缺點(diǎn)

Python具有以下2個(gè)缺點(diǎn)：1） 運(yùn)行速度慢。解釋型語(yǔ)言的通病之一就是運(yùn)行速度慢，一方面是因?yàn)樗谶\(yùn)行的同時(shí)也在翻譯 “源代碼”；另一方面，Python作為高級(jí)語(yǔ)言，屏蔽了許多底層細(xì)節(jié)，因此工作時(shí)會(huì)消耗大量資源。2） 代碼加密困難。Python運(yùn)行程序不是將源代碼編譯成可執(zhí)行的程序，而是直接運(yùn)行源代碼，因此存在源碼加密困難的問(wèn)題。

1.4 Python的發(fā)展歷程

經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，Python的排名已由2020年的第三升至2021年的第一（表1），這表明Python作為新的編程語(yǔ)言已經(jīng)超越傳統(tǒng)語(yǔ)言（呈上升趨勢(shì)），而傳統(tǒng)的C/C++、Java以及C++等語(yǔ)言的排名呈下降的趨勢(shì)。

表1 Python在TIOBE榜單的排名

首先，與其他程序語(yǔ)言相比，Python語(yǔ)言變化率低、增長(zhǎng)率高（同比最高），為2000—2021年間各大編程語(yǔ)言的最優(yōu)發(fā)展趨勢(shì)（見(jiàn)表1）。其次，Python的語(yǔ)法不僅簡(jiǎn)潔，而且在強(qiáng)大的第三方程序庫(kù)的支持下，其已被應(yīng)用到各領(lǐng)域中，是目前的主流編程語(yǔ)言之一[4]。

2 自動(dòng)化運(yùn)維

自動(dòng)化運(yùn)維是通過(guò)運(yùn)維工具或平臺(tái)實(shí)現(xiàn)IT基礎(chǔ)設(shè)施及業(yè)務(wù)應(yīng)用日常任務(wù)處理和運(yùn)維流程的自動(dòng)化，以期提高效率、降低風(fēng)險(xiǎn)，并促進(jìn)運(yùn)維組織的成熟和各種能力的升級(jí)。網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維內(nèi)容主要包括日常任務(wù)處理、運(yùn)維流程以及能力升級(jí)，具體情況如圖1所示。

自動(dòng)化運(yùn)維并不是孤立地建設(shè)和運(yùn)行，需要“自動(dòng)化”、“配置管理”以及“監(jiān)控”三者相輔相成，即三者之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，最好的方法是共同建設(shè)、共同迭代。

3 自動(dòng)化運(yùn)維分類(lèi)

自動(dòng)化運(yùn)維分為面向基礎(chǔ)架構(gòu)的自動(dòng)化、面向應(yīng)用的自動(dòng)化以及面向業(yè)務(wù)的自動(dòng)化。而面向基礎(chǔ)架構(gòu)的自動(dòng)化主要指基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IASS）和平臺(tái)即服務(wù)（PAAS），這個(gè)類(lèi)別的自動(dòng)化建設(shè)目標(biāo)是降低運(yùn)維人員的工作量。面向應(yīng)用的自動(dòng)化的對(duì)象以類(lèi)（類(lèi)指模板，一個(gè)模板中存在多個(gè)函數(shù)供使用）和對(duì)象（調(diào)用被包裝在內(nèi)的函數(shù)）為單位，應(yīng)用中包括各類(lèi)基礎(chǔ)架構(gòu)資源。面向業(yè)務(wù)的自動(dòng)化是IT自動(dòng)化的最終目標(biāo)，歸根結(jié)底是為IT服務(wù)。

圖1 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維圖

4 自動(dòng)化運(yùn)維的作用

自動(dòng)化運(yùn)維的作用如下：1） 提高運(yùn)維效率。手動(dòng)開(kāi)展運(yùn)維工作會(huì)消耗大量的勞力及財(cái)力。自動(dòng)化運(yùn)維可以實(shí)現(xiàn)批量操作的目標(biāo)，從而顯著地提高效率和水平。2） 減少錯(cuò)誤。即使最謹(jǐn)慎的人也會(huì)犯錯(cuò)，尤其是面對(duì)重復(fù)的工作。通過(guò)運(yùn)維自動(dòng)化工具來(lái)完成相關(guān)工作可以降低錯(cuò)誤率。3） 減少財(cái)務(wù)支出，效率最大化。運(yùn)維專(zhuān)家們可以通過(guò)運(yùn)維自動(dòng)化將精力集中在更復(fù)雜、更有戰(zhàn)略意義的業(yè)務(wù)問(wèn)題。通過(guò)自動(dòng)化可以減少員工數(shù)量和財(cái)務(wù)支出，實(shí)現(xiàn)效率最大化的目標(biāo)。4） 提高滿意度。自動(dòng)化運(yùn)維工具幫助IT運(yùn)維高效支持業(yè)務(wù)發(fā)展，為內(nèi)部和外部客戶提供高水平支持。5） 顯著降低成本。當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)中斷、人為錯(cuò)誤以及重復(fù)工作等情況時(shí)，會(huì)付出高昂的費(fèi)用和代價(jià)，而自動(dòng)化運(yùn)維可以有效地降低相關(guān)成本。

5 Python在自動(dòng)化運(yùn)維中的應(yīng)用（以監(jiān)控Windows的CPU為例）

5.1 安裝Python2.7（32位）

在https://www.Python.org/downloads/ 下載適合系統(tǒng)的Python，在軟件安裝完畢后，需要修改環(huán)境變量。具體步驟為在 “系統(tǒng)變量”P(pán)ATH路徑下添加“C:Python27”

5.2 安裝psutil模塊（32位）

在https://pypi.Python.org/pypi/psutil 下載適合系統(tǒng)的psutil。在安裝前，需要先注冊(cè)Python2.7，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。因此，該文先對(duì)腳本register.py進(jìn)行編輯注冊(cè)，詳細(xì)代碼如下。

5.3 監(jiān)控腳本的編寫(xiě)

5.4 打包Python腳本

要監(jiān)控腳本在其他Windows 上的運(yùn)行情況，就需要安裝Python環(huán)境，可以將監(jiān)控腳本打包成exe程序發(fā)布，當(dāng)需要運(yùn)行該P(yáng)ython腳本時(shí)，通過(guò)單擊腳本exe程序就可以使用程序內(nèi)置代碼、函數(shù)信息執(zhí)行計(jì)算數(shù)據(jù)的任務(wù)。

首先，安裝打包程序py2exe-0.6.9.win32-py2.7.exe。在網(wǎng)頁(yè)（http：//sourceforge.net/）中找到相應(yīng)的版本下載打包程序，下載后直接安裝即可。

其次，編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的編譯腳本，腳本如下。

setup_py2exe.py

from distutils.core import setup

Import py2exe

Setup（console=[“monitor.py"]）

再次，打包 。進(jìn)入命令行窗口，在setup_py2exe.py所在的目錄運(yùn)行Python setup_py2exe.py py2exe。運(yùn)行后會(huì)在當(dāng)前目錄生成2個(gè)文件夾（build和disk），不需要關(guān)注build文件夾，只需要重點(diǎn)關(guān)注dist文件夾，dist文件夾里面會(huì)產(chǎn)生monitor.exe及其他文件，而monitor.exe就是所需要運(yùn)行的exe程序，如果要運(yùn)行相關(guān)腳本內(nèi)容、獲取內(nèi)容，那么僅需要對(duì)dist文件夾發(fā)布的內(nèi)容進(jìn)行讀取、解譯。將dist文件夾發(fā)布到其他Windows機(jī)器后，直接運(yùn)行monitor.exe有可能會(huì)報(bào)錯(cuò)“由于應(yīng)用程序配置不正確，應(yīng)用程序未能啟動(dòng)”。這是因?yàn)閜y2exe打包的程序需要9.0.21022.8版本的MSVCR90.DLL，可以從網(wǎng)上下載并將其放到dist目錄下一起發(fā)布。另外，除了9.0.21022.8版本的MSVCR90.DLL外，還需要將Microsoft.VC90.CRT.manifest文件放在dist目錄下。

其中，該文相關(guān)Microsoft.VC90.CRT.manifest腳本代碼如下。

＜assembly xmlns="urn：schemas microsoft-com：asm.v1" manifestVersion="1.0"＞

＜noInheritable＞ ＜/noInheritable＞

＜assemblyIdentity type="win32" name="Microsoft.VC90.CRT" version="9.0.21022.8"

processorArchitecture="x86" publicKeyToken="1fc8b3b9 a1e18e3b"＞＜/assemblyIdentity＞

＜file name="msvcr90.d11" /＞

＜/assembly＞

最后，完成上述操作后，再次將dist目錄發(fā)布到其他Windows服務(wù)器上，當(dāng)需要通過(guò)monitor.exe程序進(jìn)行操作時(shí)，須進(jìn)入dist目錄，通過(guò)運(yùn)行相關(guān)monitor.exe程序完成計(jì)算內(nèi)容。

6 結(jié)論

經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，Python在第三方庫(kù)及各程序員的幫助下，已經(jīng)成為目前最受歡迎的編程語(yǔ)言之一。 Python具有簡(jiǎn)單、靈活以及功能強(qiáng)大等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成功應(yīng)用到運(yùn)維領(lǐng)域。該文通過(guò)讀取磁盤(pán)利用率案例對(duì)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維進(jìn)行介紹。而在實(shí)際工作中，運(yùn)維者可以根據(jù)自己的需求以及對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化運(yùn)維場(chǎng)景的應(yīng)用需求開(kāi)發(fā)更多的運(yùn)維工具。借助Python語(yǔ)言打造服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的Python網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維技術(shù)，擺脫技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維的限制，從而提高網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)維技術(shù)。