• تسلط بر مبانی پایتون مرتبط با برنامه‌نویسی شبکه: از نصب و پیکربندی محیط گرفته تا درک ساختارهای داده پرکاربرد (لیست‌ها، دیکشنری‌ها) و جریان کنترل (حلقه‌ها و شرط‌ها) که برای تعامل با داده‌های شبکه حیاتی هستند.
• استفاده از Netmiko برای اتصال، ارسال دستورات و جمع‌آوری خروجی از دستگاه‌های شبکه: یاد می‌گیرید چگونه با استفاده از SSH به دستگاه‌های مختلف مانند روترها، سوئیچ‌ها و فایروال‌ها متصل شوید، دستورات پیکربندی و نمایش را ارسال کنید و خروجی‌های ساختاریافته را دریافت و تحلیل نمایید.
• کار با NAPALM برای مدیریت تنظیمات، جمع‌آوری اطلاعات و اعتبارسنجی وضعیت دستگاه‌ها به صورت vendor-agnostic: این بخش شما را با قدرت NAPALM در انتزاع کردن تفاوت‌های بین تولیدکنندگان مختلف دستگاه‌ها آشنا می‌کند، به شما امکان می‌دهد عملیات یکسانی را روی دستگاه‌های سیسکو، جونیپر، فورتی‌نت و غیره انجام دهید.
• آشنایی با pyntc و نحوه استفاده از آن برای تعامل با دستگاه‌های سیسکو: یک ماژول تخصصی برای دستگاه‌های سیسکو که دسترسی آسان به APIهای آن‌ها را فراهم می‌کند و کارهای خاص سیسکو را ساده‌تر می‌سازد.
• فهم و پیاده‌سازی ارتباطات Telnet با استفاده از پایتون: با وجود اینکه SSH روش ترجیحی است، یادگیری Telnet برای تعامل با دستگاه‌های قدیمی‌تر یا سناریوهای خاص شبکه همچنان ارزشمند است.
• نوشتن اسکریپت‌های پایتون عملی برای خودکارسازی وظایف رایج شبکه مانند گرفتن بک‌آپ از تنظیمات، تغییر پورت‌های VLAN، استقرار تنظیمات جدید، و بررسی وضعیت دستگاه‌ها در مقیاس وسیع.
• مدیریت خطا و اشکال‌زدایی در اسکریپت‌های شبکه: تکنیک‌هایی برای نوشتن کدهای مقاوم‌تر در برابر خطا و یافتن و رفع مشکلات در اسکریپت‌های اتوماسیون شبکه.
• یادگیری بهترین شیوه‌ها برای کدنویسی تمیز، قابل نگهداری و قابل توسعه در محیط شبکه، از جمله اصول سازماندهی کد و استفاده از ابزارهای مناسب.

• افزایش بهره‌وری: با خودکارسازی وظایف تکراری و زمان‌بر، زمان بیشتری برای مهندسان فراهم می‌شود تا بر روی طراحی، معماری و حل مشکلات پیچیده‌تر تمرکز کنند.
• کاهش خطاهای انسانی: اسکریپت‌های پایتون به دلیل ماهیت تکرارپذیر و دقیق خود، خطاهای ناشی از پیکربندی دستی را به حداقل می‌رسانند و ثبات عملیاتی را افزایش می‌دهند.
• قابلیت‌های مقیاس‌پذیری: به راحتی می‌توانید عملیات را در تعداد زیادی از دستگاه‌های شبکه اعمال کنید، بدون اینکه نیاز به تعامل دستی با هر دستگاه باشد. این امر به خصوص در شبکه‌های بزرگ بسیار حیاتی است.
• افزایش ارزش شغلی: مهارت‌های برنامه‌نویسی شبکه و اتوماسیون پایتون به شدت در بازار کار فعلی و آینده مورد تقاضا هستند و شما را به یک دارایی ارزشمند برای هر سازمان تبدیل می‌کند.
• فهم عمیق‌تر از عملیات شبکه: درک بهتری از نحوه کار دستگاه‌ها، پروتکل‌ها و APIهای شبکه پیدا خواهید کرد، که به شما کمک می‌کند مشکلات را سریع‌تر تشخیص داده و حل کنید.
• آموزش عملی و کاربردی: با ارائه مثال‌های واقعی، پروژه‌های عملی و کدهای قابل اجرا، دانش خود را بلافاصله به کار گرفته و تجربه عملی کسب می‌کنید.
• انعطاف‌پذیری در مدیریت: قابلیت مدیریت دستگاه‌های شبکه از تولیدکنندگان مختلف (multi-vendor) بدون نیاز به یادگیری سینتکس‌های متفاوت برای هر کدام.

• دانش پایه از شبکه: آشنایی با مفاهیم اساسی شبکه مانند TCP/IP، مدل OSI، روترها، سوئیچ‌ها، VLANها، مسیریابی و آدرس‌دهی IP.
• آشنایی مقدماتی با پایتون: درک ساختارهای داده اولیه (مانند لیست‌ها و دیکشنری‌ها)، حلقه‌ها (for, while)، شرط‌ها (if/elif/else) و توابع. این دوره شامل مرور پایتون برای شبکه است، اما دانش قبلی کمک‌کننده خواهد بود.
• یک ویرایشگر کد (مانند VS Code یا PyCharm) نصب شده روی سیستم شما.
• دسترسی به یک محیط شبیه‌ساز شبکه (مانند GNS3، EVE-NG، Cisco Packet Tracer) یا دستگاه‌های شبکه واقعی برای تمرین عملی و اجرای اسکریپت‌ها.

مقدمه‌ای بر پایتون برای مهندسان شبکه

این بخش پایه‌های لازم را برای شروع برنامه‌نویسی شبکه با پایتون فراهم می‌کند و شما را با منطق برنامه‌نویسی و ابزارهای مورد نیاز آشنا می‌سازد.

• چرا پایتون برای مهندسان شبکه ضروری است؟ درک جایگاه پایتون در اتوماسیون شبکه و مزایای آن نسبت به روش‌های سنتی.
• نصب و پیکربندی محیط توسعه پایتون (Python Interpreter, Pip, Virtual Environments) برای ایجاد یک فضای کاری ایزوله و سازمان‌یافته.
• مرور مفاهیم اساسی پایتون: متغیرها، انواع داده (رشته‌ها، اعداد، لیست‌ها، تاپل‌ها، دیکشنری‌ها، مجموعه‌ها) و عملگرهای منطقی و ریاضی.
• ساختارهای کنترلی: شرط‌ها (if/elif/else) و حلقه‌ها (for/while) برای پیاده‌سازی منطق پیچیده و تکراری در اسکریپت‌های شبکه.
• توابع و ماژول‌ها: نحوه تعریف توابع برای کد قابل استفاده مجدد و ایمپورت ماژول‌های پایتون برای گسترش قابلیت‌ها.
• کار با فایل‌ها: خواندن و نوشتن فایل‌های متنی، CSV، JSON و YAML که برای مدیریت داده‌های پیکربندی و خروجی دستگاه‌ها حیاتی هستند.
• مثال عملی: ساخت اسکریپتی برای خواندن لیست آدرس‌های IP از یک فایل متنی (مثلاً یک لیست دستگاه‌ها)، اعتبارسنجی آن‌ها و ذخیره آدرس‌های معتبر در یک فایل جدید. این تمرین به شما کمک می‌کند با عملیات پایه فایل و مدیریت رشته‌ها در پایتون آشنا شوید.

اتوماسیون شبکه با Netmiko: دروازه SSH شما

Netmiko یک ماژول پایتون بسیار قدرتمند و محبوب است که از SSH برای ارسال دستورات به دستگاه‌های شبکه و جمع‌آوری خروجی استفاده می‌کند. این ابزار به شما امکان می‌دهد با دستگاه‌های مختلف از تولیدکنندگان گوناگون به صورت یکپارچه تعامل کنید.

• معرفی Netmiko، نحوه نصب آن و درک معماری آن در پشت صحنه.
• برقراری اتصال SSH با Netmiko: نحوه اتصال به دستگاه‌های شبکه سیسکو IOS، جونیپر، پالو آلتو و سایرین با استفاده از اعتبارنامه‌های مختلف.
• ارسال دستورات show برای جمع‌آوری اطلاعات عملیاتی و دستورات config برای اعمال پیکربندی به دستگاه‌ها، و تحلیل خروجی‌های دریافتی.
• مدیریت خطاهای SSH (مانند Connection Timeout, Authentication Error, SSH No Host Key) و نوشتن کدهای مقاوم‌تر برای سناریوهای واقعی شبکه.
• استفاده از send_command_timing برای دستوراتی که نیاز به انتظار طولانی‌تری برای پاسخ دارند یا تعاملات پیچیده‌تر.
• مثال عملی: اسکریپتی برای گرفتن بک‌آپ از تنظیمات چندین روتر سیسکو به صورت خودکار و ذخیره هر بک‌آپ در یک فایل جداگانه با نام‌گذاری پویا بر اساس نام هاست دستگاه. این مثال نشان می‌دهد چگونه می‌توانید عملیات‌های تکراری را در مقیاس بالا خودکار کنید.

from netmiko import ConnectHandler
import os

devices = [
    {"device_type": "cisco_ios", "host": "192.168.1.1", "username": "admin", "password": "password"},
    {"device_type": "cisco_ios", "host": "192.168.1.2", "username": "admin", "password": "password"},
]

backup_dir = "network_backups"
os.makedirs(backup_dir, exist_ok=True) # اطمینان از وجود دایرکتوری بک‌آپ‌ها

for device in devices:
    try:
        with ConnectHandler(**device) as net_connect:
            # گرفتن نام هاست برای نام فایل بک‌آپ
            hostname = net_connect.send_command("show hostname").strip()
            output = net_connect.send_command("show running-config")
            backup_filename = os.path.join(backup_dir, f"{hostname}_running_config.txt")
            with open(backup_filename, "w") as f:
                f.write(output)
            print(f"بک‌آپ برای {hostname} با موفقیت انجام شد!")
    except Exception as e:
        print(f"خطا در بک‌آپ گرفتن از {device['host']}: {e}")

• پیاده‌سازی send_config_set برای اعمال تنظیمات گروهی و commit برای دستگاه‌هایی که نیاز به آن دارند (مانند جونیپر).
• چگونگی تعامل با پرامپت‌ها و سؤالات تعاملی در حین اجرای دستورات پیکربندی.

مدیریت شبکه با NAPALM: انتزاع و ثبات

NAPALM (Network Automation and Programmability Abstraction Layer with Multivendor support) یک کتابخانه پایتون است که امکان مدیریت دستگاه‌های شبکه را به صورت vendor-agnostic فراهم می‌کند. این ابزار با انتزاع تفاوت‌های پلتفرم، کد شما را قابل حمل‌تر می‌سازد.

• معرفی NAPALM، فلسفه طراحی آن و تفاوت‌های کلیدی با Netmiko.
• نصب و پیکربندی NAPALM برای کار با درایورهای مختلف (سیسکو IOS، جونیپر، آریستا، فورتی‌نت و غیره).
• بازیابی اطلاعات عملیاتی (get_facts): جمع‌آوری اطلاعات استاندارد شده و ساختاریافته از دستگاه مانند hostname، مدل، نسخه IOS، و اطلاعات اینترفیس‌ها به صورت یکپارچه.
• مدیریت و بارگذاری تنظیمات: استفاده از load_merge_candidate برای ادغام تنظیمات و load_replace_candidate برای جایگزینی کامل تنظیمات.
• مقایسه تنظیمات (compare_config): مشاهده تغییرات احتمالی قبل از اعمال نهایی و rollback برای بازگرداندن تنظیمات به حالت قبلی در صورت بروز مشکل.
• اعتبارسنجی وضعیت دستگاه (validate) با استفاده از داده‌های YAML یا JSON برای اطمینان از عملکرد صحیح شبکه پس از تغییرات.
• مثال عملی: نوشتن یک اسکریپت NAPALM برای بررسی اینکه آیا پورت‌های مشخصی در یک سوئیچ سیسکو در وضعیت “up” هستند و در صورت لزوم، اعمال یک پیکربندی برای روشن کردن آن‌ها. این مثال نشان می‌دهد چگونه NAPALM می‌تواند برای اعتبارسنجی و اصلاح خودکار استفاده شود.

from napalm import get_network_driver

# تعریف اطلاعات دستگاه
device_info = {
    "hostname": "192.168.1.1", # آدرس IP یا نام هاست دستگاه
    "username": "admin",
    "password": "password",
    "optional_args": {"port": 22} # در صورت استفاده از پورت غیر استاندارد
}

# دریافت درایور مناسب (مثلا ios برای سیسکو)
driver = get_network_driver("ios")
device = driver(device_info["hostname"], device_info["username"], device_info["password"], optional_args=device_info["optional_args"])

try:
    device.open() # باز کردن اتصال
    
    # گرفتن اطلاعات اینترفیس‌ها
    interfaces = device.get_interfaces()
    print(f"اطلاعات اینترفیس برای دستگاه {device_info['hostname']}:")
    for name, data in interfaces.items():
        print(f"  اینترفیس {name}: وضعیت UP: {data['is_up']}, وضعیت ادمین: {data['is_enabled']}")
    
    # مثال بارگذاری پیکربندی (در صورت نیاز)
    # config_to_apply = """
    # interface GigabitEthernet0/1
    #  no shutdown
    # """
    # device.load_merge_candidate(config=config_to_apply)
    # diff = device.compare_config()
    # print(f"nتغییرات پیشنهادی:n{diff}")
    # if input("تغییرات اعمال شود؟ (y/n): ") == "y":
    #     device.commit_config()
    #     print("تغییرات اعمال شد.")
    # else:
    #     device.discard_config()
    #     print("تغییرات لغو شد.")

except Exception as e:
    print(f"خطا در کار با NAPALM: {e}")
finally:
    device.close() # بستن اتصال

تعامل با دستگاه‌های سیسکو با pyntc: تخصصی برای IOS/NX-OS

pyntc یک کتابخانه پایتون است که با هدف آسان‌تر کردن اتوماسیون دستگاه‌های سیسکو (بیشتر IOS و NX-OS) طراحی شده است و امکانات خاصی را برای مدیریت این پلتفرم‌ها فراهم می‌کند.

• معرفی pyntc، تفاوت آن با Netmiko و NAPALM و موارد استفاده مناسب آن در محیط‌های سیسکو محور.
• نصب pyntc و نحوه اتصال به دستگاه‌های سیسکو با استفاده از آن، با تمرکز بر روی Object-Oriented nature آن.
• مدیریت VLAN ها: ایجاد، حذف و اصلاح VLANها به صورت برنامه‌نویسی.
• پیکربندی رابط‌ها: تغییر وضعیت پورت‌ها (admin up/down)، تنظیمات پورت‌های دسترسی و ترانک.
• کار با جداول مسیریابی و پروتکل‌های مسیریابی (مانند OSPF، EIGRP) در صورت پشتیبانی توسط pyntc.
• مثال عملی: توسعه اسکریپتی برای ایجاد چندین VLAN جدید با نام‌های مشخص و اختصاص خودکار پورت‌های دسترسی خاص به این VLANها در یک سوئیچ سیسکو. این مثال نشان‌دهنده قابلیت‌های pyntc در اتوماسیون پیکربندی‌های سطح پایین‌تر است که می‌تواند وظایف تکراری را بسیار ساده کند.

ارتباطات Telnet با پایتون: نگاهی به گذشته و سناریوهای خاص

اگرچه SSH اکنون استاندارد طلایی امنیت است، درک Telnet و نحوه تعامل پایتون با آن می‌تواند در برخی سناریوهای خاص (مانند دستگاه‌های قدیمی یا لابراتوارهای ایزوله و محیط‌های آموزشی) مفید باشد.

• مفاهیم Telnet و محدودیت‌های امنیتی آن در مقایسه با SSH و دلیل عدم توصیه استفاده از آن در محیط‌های تولیدی.
• استفاده از ماژول استاندارد telnetlib پایتون برای برقراری ارتباط Telnet و ارسال دستورات.
• ارسال دستورات و دریافت خروجی از طریق Telnet: نحوه ارسال رشته‌ها و انتظار برای دریافت پاسخ از دستگاه، با توجه به ماهیت غیرساختاریافته خروجی Telnet.
• مدیریت پرامپت‌ها و خطاها در Telnet، که به دلیل پروتکل متنی خام، پیچیدگی‌های خاص خود را دارد.
• مثال عملی: اسکریپتی برای اتصال به یک روتر قدیمی با Telnet، ورود به سیستم با اعتبارنامه و جمع‌آوری خروجی show ip interface brief برای بررسی وضعیت اینترفیس‌ها. این بخش بر تفاوت‌ها و چالش‌های کار با Telnet تأکید می‌کند.

import telnetlib
import time

HOST = "192.168.1.10" # آدرس IP دستگاه دارای Telnet
USER = b"ciscon" # نام کاربری و زدن اینتر (b به معنی بایت است)
PASSWORD = b"ciscon" # رمز عبور و زدن اینتر

try:
    tn = telnetlib.Telnet(HOST)
    
    # انتظار برای پرامپت نام کاربری و ارسال آن
    tn.read_until(b"Username: ")
    tn.write(USER)
    
    # انتظار برای پرامپت رمز عبور و ارسال آن
    tn.read_until(b"Password: ")
    tn.write(PASSWORD)
    
    # غیرفعال کردن pagination برای دریافت تمام خروجی
    tn.write(b"terminal length 0n")
    time.sleep(1) # زمان دادن به دستگاه برای پردازش دستور
    
    # ارسال دستور و خروج
    tn.write(b"show ip interface briefn")
    tn.write(b"exitn")

    # خواندن تمام خروجی و دیکد کردن آن به ASCII
    output = tn.read_all().decode("ascii")
    print(output)
    tn.close() # بستن اتصال

except Exception as e:
    print(f"خطای Telnet: {e}")

پروژه‌های عملی و بهترین شیوه‌ها در اتوماسیون شبکه

این بخش دانش شما را از تئوری به عمل تبدیل می‌کند و شما را برای چالش‌های واقعی اتوماسیون شبکه در محیط‌های تولیدی آماده می‌سازد.

• خودکارسازی گزارش‌گیری از وضعیت شبکه: ایجاد اسکریپت‌هایی برای جمع‌آوری منظم داده‌ها (مانند مصرف پهنای باند، وضعیت پورت‌ها، سلامت دستگاه) و تولید گزارش‌های خوانا در فرمت‌های مختلف (مانلاً CSV یا HTML).
• مدیریت موجودی دستگاه‌ها: ساخت ابزارهایی برای به‌روزرسانی خودکار پایگاه داده موجودی شبکه بر اساس داده‌های زنده از دستگاه‌ها.
• استفاده از Git برای کنترل نسخه اسکریپت‌های شبکه: اهمیت ورژن کنترل در تیم‌های اتوماسیون و پیاده‌سازی CI/CD ساده.
• معرفی ابزارهای orchestration و فریم‌ورک‌های سطح بالاتر: نگاهی کوتاه به Ansible، SaltStack یا Nornir به عنوان قدم‌های بعدی در اتوماسیون پیچیده‌تر و هماهنگ‌سازی وظایف.
• نکات مهم در اشکال‌زدایی و عیب‌یابی اسکریپت‌های پایتون برای شبکه، شامل استفاده از logging و print statements.
• تکنیک‌های اعتبارسنجی ورودی و خروجی برای افزایش پایداری و امنیت اسکریپت‌ها.
• امنیت در اسکریپت‌های اتوماسیون: مدیریت امن اعتبارنامه‌ها و داده‌های حساس با استفاده از متغیرهای محیطی یا ابزارهای مدیریت رمز عبور.