告别人工巡检：我用 Python 搭了一套网络运维"四件套"，全公开。

做网络运维的朋友都懂：几十、几百台交换机摆在那儿，配置备份靠手动 SSH、终端找不到了得一台台查 MAC 表、拓扑图画一次半月就过期、端口跑满还得登设备敲命令。这套"四件套"，把我从重复劳动里彻底解放了出来。

一、网络设备配置备份：10 台设备并发，3 分钟搞定

痛点：以前备份配置，一台台 SSH 登录、敲 dis cu、复制粘贴存文件，几十台设备搞下来半天就没了。更要命的是，什么时候改了配置根本对不上号。

方案：基于 ThreadPoolExecutor 的并发备份引擎，一次拉起10台设备并行拉取配置，配合分页符自动检测机制，彻底解决华为/H3C 设备 ---- More ---- 卡死的问题。

核心并发逻辑：

class ConcurrentBackupManager:    def backup_devices(self, devices, backup_func, progress_callback=None):        results = []        with ThreadPoolExecutor(max_workers=10) as executor:            # 一台设备一个 Future，先完成先回调            future_to_device = {                executor.submit(backup_func, dev): dev for dev in devices            }            for future in as_completed(future_to_device):                device = future_to_device[future]                result = future.result(timeout=300)  # 单台最长5分钟                results.append(result)                if progress_callback:                    progress_callback(len(results), len(devices),                                      device['name'], result.status)        return results

技术亮点：使用"分页符即时检测"，通过 expect_pattern 联合匹配提示符与 ---- More ----，遇到分页立即发空格翻页，不用傻等超时。传统做法等 30 秒超时再处理，我这边秒翻页。

配置拉下来后，用 difflib.unified_diff 做版本对比，还会自动识别 ACL、路由、接口、密码等关键变更并告警。谁动了核心交换机的配置，一目了然。

二、交换机端口看板：端口状态、终端信息一目了然

痛点：用户报"网断了"，以前得登交换机敲 dis interface brief、dis mac-address、dis arp 三条命令，再人肉关联"这个 MAC 在哪个端口、对应哪个 IP"。

方案：定时自动 SSH 登录所有交换机，一次采集接口状态 + ARP + MAC + Switchport 四类数据，关联出每个端口下连的终端设备，形成实时端口面板。

关联算法的核心思路—"双表 JOIN"：

def _correlate_port_terminal(ports, arp_data, mac_data):    # 第一步：ARP 表建立 MAC → IP 反查表    mac_to_ip = {arp['mac']: arp['ip'] for arp in arp_data}    # 第二步：MAC 表给出"端口↔MAC"，关联上 IP    port_terminals = {}    for mac_entry in mac_data:        mac = mac_entry['mac'].upper()        interface = mac_entry['interface']        if interface and mac:            ip = mac_to_ip.get(mac, '')            port_terminals.setdefault(interface, []).append({                'mac': mac, 'ip': ip            })    return port_terminals

为什么用双表？ 因为交换机 MAC 表只知道"哪个 MAC 在哪个端口"，不知道 IP；ARP 表只知道"哪个 IP 对应哪个 MAC"，不知道端口。二者以 MAC 为键关联，才能得到完整的"端口↔IP↔MAC"三元组。单靠任何一张表都不够。

再联动 DHCP 服务器补全主机名和设备类型，面板上直接显示"端口 GE0/0/1 → 192.168.1.100 → 00:11:22:AA:BB:CC → 张三的电脑"。

三、DHCP 联动终端定位：输个 IP 就知道接在哪台交换机

痛点：安全部门找过来"192.168.1.100 这个 IP 有违规行为，定位到人"。以前得查 DHCP 租约表拿 MAC，再一台台交换机敲 dis mac-address 找端口，半小时才定位到。

方案：通过 WinRM 远程查询 Windows DHCP 服务器获取 IP-MAC-主机名映射，结合交换机 MAC 表，实现"输入 IP 即可定位到接入哪台交换机的哪个端口"。

DHCP 租约获取（PowerShell 远程执行）：

def get_leases_from_windows_dhcp(server_ip, username, password):    session = winrm.Session(        f'http://{server_ip}:5985/wsman',        auth=(username, password), transport='ntlm')    # 遍历所有作用域，导出 IP|MAC|HostName    ps_script = '''    $scopes = Get-DhcpServerv4Scope    foreach ($scope in $scopes) {        Get-DhcpServerv4Lease -ScopeId $scope.ScopeId |        ForEach-Object { "$($_.IPAddress)|$($_.ClientId)|$($_.HostName)" }    }'''    result = session.run_ps(ps_script)    # ...解析为结构化数据

实时定位算法采用"两级查找"，ARP 表把 IP 翻译成 MAC，再由 MAC 表定位到物理端口：

def _search_ip_in_device(db, device, ip_address):    # Step 1: ARP 表按 IP 反查 MAC    arp_output = run_netmiko_commands(commands=["display arp"], ...)    mac = extract_mac_from_arp(arp_output, ip_address)    # Step 2: MAC 表查这个 MAC 在哪个端口    mac_output = run_netmiko_commands(commands=["display mac-address"], ...)    interface = extract_port_from_mac_table(mac_output, mac)    return {'ip': ip_address, 'mac': mac,            'device': device.name, 'port': interface}

最实用的功能：终端"搬家"自动感知。发现同一 MAC 出现在新端口时，旧位置自动标记离线，并写入 move 类型历史记录。谁把电脑从 3 楼搬到 5 楼，迁移轨迹一键可查。

四、网络拓扑自动发现：LLDP + CDP + OSPF 三协议互补

痛点：网络拓扑图画一次，半个月就过期。哪台交换机连哪台、光口还是电口、OSPF 邻居是不是挂了，全靠人工维护。

方案：通过 LLDP/CDP 自动发现二层互联关系，通过 OSPF 邻居状态采集构建三层拓扑，双协议互补 + 兜底命令，保障发现成功率。

def discover_topology(db, device, timeout=30):    all_neighbors = []    # 1. LLDP 发现（跨厂商标准）    lldp_output = run_netmiko_commands(commands=get_lldp_cmds(device.platform))    all_neighbors.extend(parse_lldp(device.platform, lldp_output))    # 2. CDP 发现（Cisco/锐捷私有，兼容性好）    cdp_output = run_netmiko_commands(commands=get_cdp_cmds(device.platform))    all_neighbors.extend(parse_cdp(cdp_output))    # 3. 兜底：show lldp neighbors detail    if not all_neighbors:        fallback = run_netmiko_commands(commands=["show lldp neighbors detail"])        all_neighbors.extend(parse_cisco_lldp(fallback))    return save_topology(db, device, all_neighbors)

解决一个关键痛点：拓扑发现的设备名（如 CORE-SW-01.example.com）和纳管设备名（CORE-SW-01）格式不一致，导致关联失败。我用 4 级模糊匹配解决：IP 精确 → 名称精确 → 去域名后缀 → LIKE 模糊。

OSPF 邻居采集还会自动记录状态翻转历史（Full → Down → Full），邻居掉线立即告警，状态变化次数可追溯。

写在最后

这套"四件套"跑起来后，最直观的感受是：网络运维从"被动救火"变成了"主动可视"。

• • 配置备份：50 台设备从半天缩到 3 分钟，变更自动留痕
• • 端口看板：端口状态、终端信息实时呈现，不用再敲命令
• • 终端定位：输个 IP 秒级定位，终端搬家自动记录
• • 拓扑发现：拓扑图自动刷新，OSPF 邻居掉了立即告警

技术栈：Python + FastAPI + Vue3 + netmiko + APScheduler + WinRM，全部开源技术，没有商业依赖。

这套系统是基于我实际运维的真实场景打磨出来的，代码在持续迭代中。如果你也在做网络运维，或者对 AIOps 感兴趣，关注我，后续会分享更多运维自动化的实战经验。

本文代码已做脱敏处理，仅展示核心算法思路。完整实现涉及多厂商适配、异常处理、性能优化等工程细节，如有交流需求欢迎留言。