可编程网络自动化

贾森.埃德尔曼（Jason Edelman），网络工程师，持有CCIE认证和VCDX-NV认证，典型的“CLI爱好者”和“路由器玩家”。他的公司Network to Code致力于帮助厂商和用户利用新的工具和技术提高工作效率。

斯科特.S. 洛（Scott S. Lowe），VMware公司的工程架构师，在从事计算虚拟化工作多年后投身于云计算和网络虚拟化，著有多本关于vSphere和OpenStack的技术图书。

马特.奥斯瓦尔特（Matt Oswalt），Cloudflare公司的软件工程师，致力于解决软件开发和网络基础设施交叉领域的技术和非技术难题，同时讲授与Docker和可编程网络自动化相关的在线课程。

适读人群 ：本书适合网络工程师（特别是SDN经验较少的网络工程师）、系统管理员和软件工程师阅读。

与系统管理员一样，网络工程师如今也发现无法再手动完成所有工作。随着网络行业迎来新协议、新技术、新交付模型，企业对敏捷性和灵活性的需求愈加迫切，网络自动化也随之变得至关重要。本书向网络工程师展示了如何使用包括Linux、Python、JSON和XML在内的一系列工具，通过代码实现网络自动化。

网络自动化的核心是简化与网络设备、网络拓扑、网络服务和网络连通性的配置、管理、操作相关的任务。通过学习本书，你将掌握完成这一关键转变所需的基本技能和工具。

本书包含以下内容。

* Python基础知识：数据类型、条件逻辑、循环、函数、类、模块
* 网络自动化涉及的Linux基础知识
* 数据格式与数据模型：YAML、XML、JSON、YANG
* 网络配置模板，如Jinja模板
* 使用网络API实现网络自动化
* 在自动化过程中使用Git控制源代码
* 使用Ansible、Salt、StackStorm等自动化工具
* 关键的持续集成工具和技术

本书赞誉 xiii
前言 xv
第 1 章　网络行业发展趋势 1
1．1　SDN的兴起 1
1．1．1　OpenFlow 1
1．1．2　什么是软件定义网络 4
1．2　小结 13
第 2 章　网络自动化 14
2．1　为什么要实现网络自动化 15
2．1．1　简化架构 15
2．1．2　确定性结果 15
2．1．3　业务敏捷性 16
2．2　网络自动化的类型 16
2．2．1　设备配给 16
2．2．2　数据采集 18
2．2．3　迁移 19
2．2．4　配置管理 20
2．2．5　合规性 20
2．2．6　报告 21
2．2．7　故障排除 21
2．3　管理平面从SNMP向设备API的演变 22
2．3．1　应用程序接口（API） 22
2．3．2　开放网络运动的影响 25
2．4　SDN时代的网络自动化 26
2．5　小结 26
第 3 章　Linux 27
3．1　网络自动化场景中的Linux 27
3．2　Linux简史 28
3．3　Linux发行版 28
3．3．1　Red Hat Enterprise Linux、Fedora和CentOS 29
3．3．2　Debian、Ubuntu和其他衍生版 30
3．3．3　其他Linux发行版 31
3．4　Linux交互 31
3．4．1　文件系统导航 32
3．4．2　操作文件和目录 35
3．4．3　运行程序 40
3．4．4　守护进程 42
3．5　Linux联网 46
3．5．1　使用接口 46
3．5．2　作为端主机的路由 54
3．5．3　作为路由器的路由 58
3．5．4　桥接（交换） 59
3．6　小结 64
第 4 章　在网络场景中学习Python 65
4．1　网络工程师是否应该学习代码 65
4．2　使用Python交互式解释器 67
4．3　理解Python数据类型 69
4．3．1　学习使用字符串 69
4．3．2　学习使用数字 77
4．3．3　学习使用布尔值 79
4．3．4　学习使用Python列表 81
4．3．5　学习使用Python字典 85
4．3．6　学习Python集合与元组 89
4．4　向代码中添加条件逻辑 90
4．5　理解容纳 92
4．6　在Python中使用循环 93
4．6．1　理解while循环 94
4．6．2　理解for循环 94
4．7　使用Python函数 97
4．8　处理文件 101
4．8．1　读取文件 101
4．8．2　写入文件 103
4．9　创建Python程序 105
4．9．1　创建一个基本的Python脚本 105
4．9．2　理解shebang 105
4．9．3　将代码从Python解释器迁移到Python脚本 107
4．10　使用Python模块 108
4．11　传入Python脚本参数 109
4．12　使用pip与安装Python包 111
4．13　使用Python时的其他一些提示、技巧和一般信息 112
4．14　小结 117
第 5 章　数据格式与数据模型 118
5．1　数据格式简介 118
5．2　YAML 121
5．2．1　YAML基础 121
5．2．2　在Python中使用YAML 123
5．2．3　YAML的数据模型 124
5．3　XML 125
5．3．1　XML基础 125
5．3．2　将XML模式定义用于数据模型 126
5．3．3　使用XSLT转换XML 128
5．3．4　使用XQuery搜索XML 131
5．4　JSON 131
5．4．1　JSON基础 131
5．4．2　在Python中使用JSON 133
5．4．3　使用JSON模式描述数据模型 134
5．5　使用YANG描述数据模型 135
5．5．1　YANG概述 135
5．5．2　深入YANG 136
5．6　小结 139
第 6 章　网络配置模板 140
6．1　现代模板语言的兴起 140
6．1．1　使用模板进行Web开发 141
6．1．2　拓展模板应用 142
6．2　模板在网络自动化中所体现的价值 142
6．3　使用Jinja生成网络配置模板 143
6．3．1　为什么是Jinja 143
6．3．2　在基本Jinja模板中动态插入数据 143
6．3．3　在Python中渲染Jinja模板 144
6．3．4　条件与循环 146
6．3．5　Jinja过滤器 151
6．3．6　Jinja模板继承 154
6．3．7　在Jinja中创建变量 155
6．4　小结 155
第 7 章　使用网络API 156
7．1　理解网络API 156
7．1．1　熟悉基于HTTP的API 157
7．1．2　深入NETCONF 160
7．2　探究网络API 166
7．2．1　探究基于HTTP的API 166
7．2．2　探究NETCONF 172
7．3　使用网络API实现自动化 180
7．3．1　使用requests库 180
7．3．2　使用Python ncclient库 206
7．3．3　使用netmiko 226
7．4　小结 231
第 8 章　使用Git控制源代码 233
8．1　源代码控制用例 233
8．2　源代码控制的好处 234
8．2．1　跟踪变更 234
8．2．2　可审计性 234
8．2．3　流程和工作流 234
8．3　源代码控制对网络的好处 234
8．4　Git 235
8．4．1　Git简史 235
8．4．2　Git术语 236
8．4．3　Git架构概述 236
8．5　使用Git 237
8．5．1　安装Git 237
8．5．2　创建仓库 238
8．5．3　向仓库中添加文件 238
8．5．4　向仓库提交变更 239
8．5．5　变更并提交已跟踪的文件 242
8．5．6　撤销暂存 244
8．5．7　从仓库中排除文件 246
8．5．8　查看仓库的更多信息 249
8．5．9　找出文件不同版本之间的差异 253
8．6　Git分支 256
8．6．1　创建分支 260
8．6．2　检出分支 261
8．6．3　合并分支和删除分支 263
8．7　使用Git进行协作 266
8．7．1　在运行Git的多个系统之间协作 267
8．7．2　使用基于Git的在线服务进行协作 279
8．8　小结 283
第 9 章　自动化工具 284
9．1　回顾自动化工具 284
9．2　使用Ansible 286
9．2．1　理解Ansible的工作原理 286
9．2．2　构建清单文件 287
9．2．3　执行Ansible剧本 294
9．2．4　使用变量文件 297
9．2．5　编写用于实现网络自动化的Ansible剧本 299
9．2．6　使用第三方Ansible模块 314
9．2．7　Ansible小结 316
9．3　使用Salt实现自动化 317
9．3．1　理解Salt架构 317
9．3．2　熟悉Salt 320
9．3．3　使用Salt管理网络配置 333
9．3．4　远程执行Salt函数 341
9．3．5　深入Salt的事件驱动基础设施 342
9．3．6　进一步深入Salt 347
9．3．7　Salt小结 350
9．4　使用StackStorm实现事件驱动网络自动化 350
9．4．1　StackStorm概念 350
9．4．2　StackStorm架构 352
9．4．3　动作和工作流 353
9．4．4　传感器和触发器 362
9．4．5　规则 364
9．4．6　StackStorm小结 366
9．5　小结 366
第 10 章　持续集成 367
10．1　重要的先决条件 368
10．1．1　越简单越好 369
10．1．2　人、流程和技术 369
10．1．3　学习编写代码 369
10．2　CI简介 369
10．2．1　CI基础 370
10．2．2　持续交付 371
10．2．3　测试驱动开发 372
10．2．4　为什么要对网络进行CI 374
10．3　用于网络的CI管道 374
10．3．1　同行评审 376
10．3．2　构建自动化 380
10．3．3　测试/开发/类生产环境 384
10．3．4　部署工具 387
10．3．5　测试工具和测试驱动的网络自动化 388
10．4　小结 390
第 11 章　打造网络自动化文化 391
11．1　组织策略和灵活性 392
11．1．1　改造旧日组织 392
11．1．2　获得管理层认同的重要性 393
11．1．3　构建与购买 393
11．2　拥抱失败 394
11．3　技能和教育 395
11．3．1　探索未知 396
11．3．2　注重基础 396
11．3．3　认证 397
11．3．4　自动化不会抢走我的饭碗吗 397
11．4　小结 398
附录A　Linux高级联网 399
附录B　使用NAPALM 423