网络工程师摸鱼大法：Python 自动生成拓扑图 + 设备配置的偷懒脚本
通过上述 Python 脚本，我们实现了自动生成网络拓扑图和设备配置的功能。在实际工作中，你可以根据具体的网络架构和设备型号，进一步扩展和优化这些脚本。例如，从 Excel 表格中读取设备信息和连接关系来动态生成拓扑图和配置，或者使用更高级的网络自动化框架如NetmikoNAPALM将生成的配置自动推送到设备上。掌握这些 “偷懒” 技能，能让网络工程师在工作中更加游刃有余，有更多时间去探索新技术或
·
在网络运维的日常工作中，绘制网络拓扑图、编写设备配置文件是重复性高且耗时的任务。传统手动操作不仅效率低下，还容易出现疏漏。作为网络工程师，掌握自动化技能至关重要。本文将分享如何借助 Python 实现拓扑图与设备配置的自动化生成，大幅提升工作效率，解锁 “摸鱼” 新姿势。
一、技术选型与实现思路
1.1 技术工具
- graphviz 库：用于将网络拓扑的逻辑关系转化为可视化图形，支持多种输出格式，如
png、pdf等，能直观呈现网络架构。 - Python 字符串处理与模板技术：通过字符串格式化、模板引擎等方式，根据网络设备类型和参数快速生成标准化配置文件，适配不同厂商设备。
1.2 实现流程
- 数据收集：确定网络设备类型、接口信息、连接关系、IP 地址规划等数据。
- 拓扑图生成：使用
graphviz定义节点和边，渲染出拓扑图。 - 配置文件生成：依据设备类型和参数，填充配置模板生成对应配置。
- 优化与扩展：增加异常处理、数据验证等功能，适配更多场景。
二、自动生成拓扑图实现
2.1 基础代码示例
from graphviz import Digraph
def generate_topology():
# 创建有向图对象
dot = Digraph(comment='企业网络拓扑图', format='png')
# 设置全局属性，如字体、背景色
dot.attr(bgcolor='white', fontname='Microsoft YaHei')
# 添加核心交换机节点
dot.node('Core-SW', '核心交换机', shape='box', style='filled', fillcolor='lightblue')
# 添加接入交换机节点
dot.node('Access-SW1', '接入交换机1', shape='box', style='filled', fillcolor='lightgreen')
dot.node('Access-SW2', '接入交换机2', shape='box', style='filled', fillcolor='lightgreen')
# 添加路由器节点
dot.node('Router', '边界路由器', shape='box', style='filled', fillcolor='orange')
# 添加服务器节点
dot.node('Server', '应用服务器', shape='box', style='filled', fillcolor='lightyellow')
# 定义设备间连接关系
dot.edge('Core-SW', 'Access-SW1', label='GigabitEthernet1/0/1 - GigabitEthernet1/0/1')
dot.edge('Core-SW', 'Access-SW2', label='GigabitEthernet1/0/2 - GigabitEthernet1/0/1')
dot.edge('Core-SW', 'Router', label='GigabitEthernet1/0/3 - GigabitEthernet0/0')
dot.edge('Access-SW1', 'Server', label='GigabitEthernet1/0/10 - GigabitEthernet0/1')
# 渲染生成拓扑图文件，并自动打开查看
dot.render('enterprise_network_topology', view=True)
if __name__ == "__main__":
generate_topology()
2.2 代码详解
- 初始化图形：使用
Digraph创建有向图对象，指定format='png'直接生成 PNG 格式图片，设置bgcolor和fontname优化全局显示效果。 - 节点添加：为不同类型设备节点设置个性化属性，如
shape指定形状，style和fillcolor控制外观，增强拓扑图可读性。 - 连接定义：通过
edge方法明确设备间连接接口信息，便于运维人员快速了解链路详情。 - 渲染输出：
render方法将拓扑图保存为文件，view=True参数自动调用系统默认程序打开图片。
三、自动生成设备配置实现
3.1 交换机 VLAN 配置生成
# 交换机VLAN配置模板
switch_vlan_template = """
vlan {vlan_id}
name VLAN_{vlan_id}
!
interface GigabitEthernet0/1
switchport mode access
switchport access vlan {vlan_id}
"""
def generate_switch_vlan_config(vlan_id):
try:
# 验证VLAN ID有效性
if not (1 <= int(vlan_id) <= 4094):
raise ValueError("VLAN ID需在1到4094之间")
return switch_vlan_template.format(vlan_id=vlan_id)
except ValueError as e:
print(f"配置生成错误: {e}")
return ""
3.2 路由器接口配置生成
# 路由器接口配置模板
router_interface_template = """
interface GigabitEthernet0/0
ip address {ip_addr} {subnet_mask}
no shutdown
"""
def generate_router_interface_config(ip_addr, subnet_mask):
try:
# 简单验证IP地址格式
ip_parts = ip_addr.split('.')
if len(ip_parts) != 4 or not all(x.isdigit() and 0 <= int(x) <= 255 for x in ip_parts):
raise ValueError("IP地址格式错误")
return router_interface_template.format(ip_addr=ip_addr, subnet_mask=subnet_mask)
except ValueError as e:
print(f"配置生成错误: {e}")
return ""
3.3 配置文件批量生成
if __name__ == "__main__":
# 生成交换机VLAN 10配置
vlan_10_config = generate_switch_vlan_config(10)
print("交换机VLAN 10配置:\n", vlan_10_config)
# 生成路由器接口配置
router_config = generate_router_interface_config("192.168.1.1", "255.255.255.0")
print("路由器接口配置:\n", router_config)
3.4 代码说明
- 配置模板设计：针对交换机 VLAN 划分、路由器接口设置，分别定义标准配置模板，贴合实际设备配置语法。
- 参数验证：在生成函数中增加参数有效性验证，如 VLAN ID 范围检查、IP 地址格式校验，避免生成无效配置。
- 异常处理：捕获参数验证过程中的异常，打印错误信息并返回空字符串，确保程序稳健运行。
四、完整代码整合
from graphviz import Digraph
# 交换机VLAN配置模板
switch_vlan_template = """
vlan {vlan_id}
name VLAN_{vlan_id}
!
interface GigabitEthernet0/1
switchport mode access
switchport access vlan {vlan_id}
"""
# 路由器接口配置模板
router_interface_template = """
interface GigabitEthernet0/0
ip address {ip_addr} {subnet_mask}
no shutdown
"""
def generate_topology():
dot = Digraph(comment='企业网络拓扑图', format='png')
dot.attr(bgcolor='white', fontname='Microsoft YaHei')
dot.node('Core-SW', '核心交换机', shape='box', style='filled', fillcolor='lightblue')
dot.node('Access-SW1', '接入交换机1', shape='box', style='filled', fillcolor='lightgreen')
dot.node('Access-SW2', '接入交换机2', shape='box', style='filled', fillcolor='lightgreen')
dot.node('Router', '边界路由器', shape='box', style='filled', fillcolor='orange')
dot.node('Server', '应用服务器', shape='box', style='filled', fillcolor='lightyellow')
dot.edge('Core-SW', 'Access-SW1', label='GigabitEthernet1/0/1 - GigabitEthernet1/0/1')
dot.edge('Core-SW', 'Access-SW2', label='GigabitEthernet1/0/2 - GigabitEthernet1/0/1')
dot.edge('Core-SW', 'Router', label='GigabitEthernet1/0/3 - GigabitEthernet0/0')
dot.edge('Access-SW1', 'Server', label='GigabitEthernet1/0/10 - GigabitEthernet0/1')
dot.render('enterprise_network_topology', view=True)
def generate_switch_vlan_config(vlan_id):
try:
if not (1 <= int(vlan_id) <= 4094):
raise ValueError("VLAN ID需在1到4094之间")
return switch_vlan_template.format(vlan_id=vlan_id)
except ValueError as e:
print(f"配置生成错误: {e}")
return ""
def generate_router_interface_config(ip_addr, subnet_mask):
try:
ip_parts = ip_addr.split('.')
if len(ip_parts) != 4 or not all(x.isdigit() and 0 <= int(x) <= 255 for x in ip_parts):
raise ValueError("IP地址格式错误")
return router_interface_template.format(ip_addr=ip_addr, subnet_mask=subnet_mask)
except ValueError as e:
print(f"配置生成错误: {e}")
return ""
if __name__ == "__main__":
generate_topology()
vlan_10_config = generate_switch_vlan_config(10)
print("交换机VLAN 10配置:\n", vlan_10_config)
router_config = generate_router_interface_config("192.168.1.1", "255.255.255.0")
print("路由器接口配置:\n", router_config)
五、功能扩展与应用场景
- 从文件读取数据：通过
pandas库读取 Excel 表格中的网络设备信息，动态生成拓扑图和配置文件，适配大规模网络部署。 - 多厂商支持：扩展配置模板，支持华为、思科、H3C 等不同厂商设备配置语法，满足复杂网络环境需求。
- 自动化部署：结合
Netmiko、NAPALM等网络自动化框架，将生成的配置自动下发到设备，实现端到端自动化运维。
六、总结
通过 Python 实现网络拓扑图和设备配置的自动化生成，有效解决了网络工程师日常工作中的痛点。这些 “偷懒” 脚本不仅大幅提升工作效率，还降低了人为操作失误风险。随着网络规模不断扩大，掌握自动化技能已成为网络工程师的必备能力。希望本文分享的内容能帮助你在工作中更高效地完成任务，拥有更多时间探索新技术、享受工作与生活的平衡。
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