使用IPython下的Net-SNMP來管理類UNIX系統的教程

對于簡單網絡管理協議 (SNMP)，大多數系統管理員都具有一定的使用經驗，或者至少聽說過它。如果您正在一個數據中心工作，那么您每天都可能采用某種方式與 SNMP 進行交互。有許多給人印象深刻的、同等規模的網絡管理系統 (NMS) 或者網絡監視系統使用了 SNMP 監視，但本文并不打算介紹這些系統。本文主要涉及的是通過 Python? 語言來研究 SNMP，并親自編寫相關的代碼。

一位朋友最近告訴我，有時候遇到的情況就像：只是希望沿著街道一路走到奶奶家，而不需要乘坐像 Saturn V 火箭一樣飛快。有許多任務，如果利用或者配置大規模的 NMS，就好像是一個 Saturn V 火箭，在填滿液氧罐之前，先嘗試一下使用 Python，那么您將得到更好的服務。了解如何編寫靈活的 Python 代碼與 SNMP 進行交互，這可能是系統管理員可以獲得的、最有趣且最高效的技能之一。盡管 SNMP 的設置和使用非常復雜，但本文中所討論的內容將使它變得非常有趣。
安裝和配置 Net-SNMP

要學習本文中的內容，您需要在您的 *nix 計算機中安裝最新的 Python（即 Python 2.3 或者更高版本）。在撰寫本文時，Python 2.5.1 是 Python 的最新版本。您還需要 IPython，以便以交互的方式使用帶 Python 綁定的 Net-SNMP 庫。Net-SNMP 團隊對各種操作系統中的支持進行了詳細測試，具體包括 AIX?、HP-UX?、GNU/Linux? 分發版（如 Red Hat）、Windows?，甚至 OS X?。

安裝 IPython 是一項非常簡單的工作。一個很好的選擇是使用 Easy Install 來管理 Python 包。通過運行 ez_setup.py 腳本，您可以很容易地安裝任何 Python 包。例如，您只需要鍵入以下命令：

easy_install ipython

其他可選的安裝方式包括，使用您最喜歡的包管理系統、或者只需下載 IPython 并鍵入以下命令：

python setup.py install

請注意，干線 (trunk) 指的是版本控制系統中的根路徑，其中保存了最近的代碼副本。此外，干線還常常表示一個子版本和版本控制系統。有關更詳細的內容，請參見參考資料部分中的子版本鏈接。

要學習本文中的內容，您需要確保您的客戶端計算機、或者運行所有代碼的計算機都安裝了 NET-SNMP Version 5.4.x 或者更高版本，因為從這個源代碼版本開始，包括了 Python 綁定。在大多數情況下，綁定的安裝需要對源文件進行編譯；然而，也可以使用 Red Hat Package Managers (RPM)。如果你有興趣和時間，那么可以從 Net-SNMP Web 站點查看一下它的最新版本。

有許多編譯選項可供使用，但主要的任務是對 NET-SNMP 進行正確編譯，然后運行 Python 目錄中的、獨立的 Python 安裝程序。另一個需要注意的問題是，當您進行編譯并運行 ./configure 的時候，它將運行本地計算機（正在編譯代理的計算機）的配置腳本。您不應該使用該配置腳本，對于本文而言，您只需要創建一個簡單的配置腳本。

對 /etc/snmp/snmpd.conf 中所存儲的配置文件進行備份，并構建下面這個非常基本的配置：

syslocation "My Local Machine"
syscontact me@localhost.com
rocommunity public

保存它，并重新啟動 snmpd 守護進程。在大多數 *nix 系統中，可以使用 /etc/init.d/snmpd restart 來完成這項工作。

除非在不得已的情況下，否則最好不要對處于活動開發階段的版本進行編譯，因為這樣做，您將需要自己動手修復有問題的代碼。在 CentOS 5 或者 Red Hat Enterprise Linux 5 (RHEL 5) 中，您可以下載最新的、穩定的源文件 RPM（在撰寫本文之時，是 5.4.1 版本）。請注意，您還需要使用 Python 源文件來構建綁定。因此，如果您正在使用一臺基于 Red Hat 的計算機，那么請確保為特定的 *nix 操作系統安裝了 python-dev（或者其等價物）和 Python Header 文件。如果您在從源文件構建 RPM 的過程中，需要任何幫助的話，請參考官方的 Red Hat 文檔。從源文件構建包可能是一個非常復雜的主題，并且已經超出了本文的范圍。如果您在使用 Python 綁定的時候遇到了麻煩，那么您應該在 Net-SNMP 郵件列表中請求幫助。
對代碼進行分析

還等什么呢？假設您已經安裝了 Python 綁定和 IPython。現在，您已經做好了使用 IPython 的準備，并開始相關的工作。盡管在某些時候，您可能還需要瀏覽 IPython 文檔。Jeff Rush 是當前的 Python Advocacy Coordinator，他為 IPython 提供了一些非常好的屏幕錄像內容。好的，讓我們開始進行編碼。

讓我們進行一次簡單的查詢，以便通過使用計算機的對象標識符 (OID) 值 sysDescr 來標識一臺計算機。通過鍵入 ipython 啟動 IPython，然后執行這個交互式會話：
清單 1. IPython 示例

 In [1]: import netsnmp

 In [2]: oid = netsnmp.Varbind('sysDescr')

 In [3]: result = netsnmp.snmpwalk(oid,
 ...: Version = 2,
 ...: DestHost="localhost",
 ...: Community="public")

 In [4]: result = netsnmp.snmpwalk(oid,
 Version = 2,
 DestHost="localhost",
 Community="public")

 In [16]: result
 Out[16]: ('Linux localhost 2.6.18-8.1.14.el5 #1 SMP Thu Sep 27 
 18:58:54 EDT 2007 i686',)

請注意，您所得到的 result 值與這里所顯示的 result 值是不同的。如果您已經遵循了上面清單 1 中所顯示的配置，那么所有其他的內容都應該是可用的。如果您對 SNMP 比較熟悉，那么您可能馬上就能夠明白這些內容的實際作用。

使用 IPython 來測試 SNMP 代碼片段的好處之一是，它就好像是一個普通的 Shell，并且許多基本的、交互式 Shell 的概念“都可以起作用”，但需要說明的是，它們是以 python 方式進行工作的。編寫 SNMP 代碼可能是一項非常單調乏味的活動，但是通過 IPython 來使用 Net-SNMP 庫將使其變得非常有趣。

正如您所看到的，要將結果轉換為 Python 數據類型，這項任務是非常簡單的。這就是為什么 IPython 和 Net-SNMP 可以很好地在一起工作的原因。現在，對于編寫自定義腳本來說，只需要以交互方式分析 OID 的組合以進行查詢。在理想的情況下，需要運行一個大規模的、易于配置的 NMS 設置腳本，自動地將新的計算機集成到網絡中。

當然，并不存在這種理想的情況，您需要了解如何將一些好的 SNMP 代碼組合到一起，對于一名系統管理員來說，這是非常有用的。下面給出一個示例情況，假設您剛剛將一個高速 DDR 轉換為正在運行 Ubuntu Linux 的 2 TB RAID 0 服務器，因為您必須在一個小時的時間內解決問題，所以您不得不這樣做。

現在，您遇到了很大的麻煩，并且您只有幾分鐘的時間來監視具體的問題，以了解是否需要開始發送簡歷、或者是否應該開始準備講話并請求升職。讓我們使用 IPython 中的編輯功能來編寫腳本，并將它保存到文件中，然后在不離開 IPython 的情況下，在一個會話中運行它： ed snmpinput.py
清單 2. IPython 模塊的創建

import netsnmp

class snmpSessionBaseClass(object):
 """A Base Class For a SNMP Session"""
 def __init__(self,
 oid="sysDescr",
 Version=2,
 DestHost="localhost",
 Community="public"):

 self.oid = oid
 self.Version = Version
 self.DestHost = DestHost
 self.Community = Community


 def query(self):
 """Creates SNMP query session"""
 try:
 result = netsnmp.snmpwalk(self.oid,
 Version = self.Version,
 DestHost = self.DestHost,
 Community = self.Community)
 except:
 import sys
 print sys.exc_info()
 result = None

 return result

對 IPython 進行自定義以使用正確的編輯器

通過編輯 $HOME/.ipython/ipythonrc，您可以對 Ipython 進行自定義。首先需要進行自定義的內容之一是 %edit 命令，可以通過鍵入 ed 來調用該命令。在缺省情況下，它被設置為使用 vi，但是您可以更改它，以便使用其他編輯器，包括 Emacs。關于如何更改您的環境，本文給出了相應的指導。您還可以使用下面的命令來啟動 Ipython，以便以硬編碼的形式指定使用某個特定的編輯器： ipython -editor=vim。

繼續執行，將下面的代碼剪切并粘貼到您剛剛創建的文件中。當保存這個文件時，IPython 將自動地運行它，并將該類放置到您環境中相應的模塊中。如果您鍵入 who，那么您將看到與以下所示類似的內容：

In [2]: who
netsnmp snmpSessionBaseClass

這項操作的功能非常強大，因為您可以獲得使用您最喜歡的文本編輯器（也許是 Vim 或者 Emacs）的所有優點，然后在交互的 IPython Shell 會話中立即使用這些代碼。請注意，如果您已經編寫了一個模塊，那么您還可以簡單地鍵入并運行它，以獲得相同的結果。執行和運行 IPython 中的模塊，這就相當于運行其中的代碼，并將其放入到 IPython 環境中。
以迭代的方式進行編碼

現在通過使用 IPython，可以將 Python Shell、UNIX Shell 和您最喜歡的文本編輯器的最佳特性組合到一起。在與像 SNMP 庫這樣非常復雜的對象進行交互時，您需要使用可以獲得的所有幫助，而在這個示例中，真正地展示了 IPython 的強大功能。

您可以動態地編寫一些模塊，并且您可以在稍后對其進行測試和使用。IPython 可以與任何編程風格很好地融合在一起，包括測試驅動的開發 (TDD) 或者測試增強的開發 (TED)。為了證明這種便利性，讓我們轉到您剛剛編寫的模塊。

既然已經有一個面向對象的 SNMP 接口，那么您就可以開始向本地計算機進行詢問：
清單 3. IPython 迭代式編碼

In [1]: run snmpinput

In [2]: who
netsnmp snmpSessionBaseClass 

In [3]: s = snmpSessionBaseClass()

In [4]: s.query()
Out[4]: ('Linux localhost 2.6.18-8.1.14.el5 #1 SMP Thu Sep 27 18:58:54 EDT 2007 i686',)

In [5]: result = s.query()

In [6]: len(result)
Out[6]: 1

通過使用這個模塊獲得相關的結果，這是非常容易的，但是您基本上只是在運行一個硬編碼腳本，因此需要更改 OID 對象的值，以遍歷系統子樹：
清單 4. 更改 OID 對象的值

In [7]: s.oid
Out[7]: 'sysDescr'

In [8]: s.oid = ".1.3.6.1.2.1.1"

In [9]: result = s.query()

In [10]: print result
('Linux localhost 2.6.18-8.1.14.el5 #1 SMP Thu Sep 27 18:58:54 EDT 2007 i686', 
 '.1.3.6.1.4.1.8072.3.2.10', '121219', 'me@localhost.com', 
 'localhost', '"My Local 
Machine"', '0', '.1.3.6.1.6.3.10.3.1.1', '.1.3.6.1.6.3.11.3.1.1', 
'.1.3.6.1.6.3.15.2.1.1', 
'.1.3.6.1.6.3.1', '.1.3.6.1.2.1.49', '.1.3.6.1.2.1.4', '.1.3.6.1.2.1.50',
 '.1.3.6.1.6.3.16.2.2.1', 
'The SNMP Management Architecture MIB.', 'The MIB for Message Processing and
 Dispatching.', 'The management information definitions for the SNMP 
User-based Security Model.', 'The MIB module for SNMPv2 entities', 'The 
MIB module for managing TCP implementations', 'The MIB module for
managing IP and ICMP implementations', 'The MIB module for managing 
UDP implementations', 'View-based Access 
Control Model for SNMP.', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0')

正如您可以看到的，要使用這個模塊并開始分析整個網絡（一次一臺計算機），這項任務是非常容易的。請仔細地進行分析，并確定需要在網絡中進行查詢的內容。這是 IPython 的另一個有趣的特性，有必要對其進行深入研究。IPython 具有一個令人難以置信的特性，即允許您將 Python 代碼片段作為后臺進程來運行。幸運的是，進行這項操作非常簡單。讓我們再次運行相同的查詢，但這一次將其作為后臺進程運行（請參見清單 5）。
清單 5. IPython 迭代式編碼示例——后臺進程

In [11]: bg s.query()
Starting job # 0 in a separate thread.

In [12]: jobs[0].status
Out[12]: 'Completed'

In [16]: jobs[0].result
Out[16]: 
('Linux localhost 2.6.18-8.1.14.el5 #1 SMP Thu Sep 27 18:58:54 EDT 2007 i686',
 '.1.3.6.1.4.1.8072.3.2.10', '121219', 'me@localhost.com', 'localhost', '"My Local
 Machine"', '0', '.1.3.6.1.6.3.10.3.1.1', '.1.3.6.1.6.3.11.3.1.1', 
'.1.3.6.1.6.3.15.2.1.1', '.1.3.6.1.6.3.1', '.1.3.6.1.2.1.49', 
'.1.3.6.1.2.1.4', '.1.3.6.1.2.1.50', '.1.3.6.1.6.3.16.2.2.1',
 'The SNMP Management Architecture MIB.', 'The MIB for Message Processing and
 Dispatching.', 'The management information definitions for the SNMP User-based
 Security Model.', 'The MIB module for SNMPv2 entities', 'The MIB module for
 managing TCP implementations', 'The MIB module for managing IP and ICMP
 implementations', 'The MIB module for managing UDP implementations',
 'View-based Access Control Model for SNMP.', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0')

令人激動的是，IPython 中的后臺線程是一種非常有價值的功能，但它只能與支持異步線程的庫一起工作。不幸的是，Net-SNMP 是同步的。如果您對這一點感興趣，那么可以通過將 s.oid 值更改為 .iso 來進行測試。在查詢完成之前，您應該可以注意到，IPython 解釋器發生了“阻塞”或者“掛起”。盡管只是一個警告，但對整個 .iso 樹的 SNMP 遍歷可能會花費較長的時間，因此您可能會接受我的觀點。

當然，還有另一種解決方案。您可以使用 Python 所提供的眾多處理庫中的其中一個，為這個阻塞的進程派生新的進程。Python Cheese Shop 提供了一些第三方庫。如果您正在使用 easy_install，那么要安裝一個包（如 Parallel Python）并使用 Net-SNMP 來測試這個庫，將是相當簡單的，因此這將由您來決定。

easy_install http://www.parallelpython.com/downloads/pp/pp-1.5.zip

這里要展示的最后一個特性是，在 IPython Shell 中運行單元測試。在對模塊進行更改時，需要頻繁地運行單元測試，而這也是非常容易的。您需要添加一個標記以運行 run -e，這樣一來，您就可以在 IPython Shell 中避免回溯到單元測試模塊。您可以在本文所附帶的源文件中下載這個單元測試。

請注意，IPython 0.8.2 還有一個新的文檔測試特性，它允許您在 IPython 中生成文檔測試。文檔測試是 Python 的一個很好的特性，因為與其他特性一起，它提供了一種為 API 創建可測試文檔的方法。下面給出了一個示例，以說明如何在 IPython 中為我們的模塊運行 doctest：
清單 6.以 doctest 模式運行 IPython

In [5]: %doctest_mode
*** Pasting of code with ">>>" or "..." has been enabled.
Exception reporting mode: Plain
Doctest mode is: ON
>>> from snmpinput import snmpSessionBaseClass

>>> s = snmpSessionBaseClass()

>>> s.query()
('Linux devmws2.racemi.com 2.6.9-55.0.2.EL #1 Tue Jun 26 14:08:18 EDT 2007 i686',)

因為 doctest 模式將不加分析地執行 Python 語句，所以您必須小心，不要在 doctest 中使用可能更改的值，就像上面所給出的值。如果您在模塊的 docstring 中粘貼了數行代碼，那么您可以通過使用下面的方法來測試您的 API 文檔：

def _test():
 import doctest
 doctest.testmod()

if __name__ == "__main__":
 _test()

總結

在本文中，您已經了解了協同使用 Net-SNMP 和 IPython 將成為一種功能強大的組合。本文介紹了下面幾個主要概念：

SNMP 非常復雜，它幾乎使人們不敢想象編寫任何有意義的代碼，但是，我們希望本文所介紹的技術能夠激發某些新的觀點。如果您很好奇，想知道 SNMP 的 Python 實現究竟到了什么程度，那么可以研究一下 Zenoss，下載一個虛擬機，并對它進行測試。還有一個 API，您可以利用它來編寫腳本，因此您可以將這里所學到的內容和全面的 Python NMS 相結合。當然，也適用于任何其他 NMS。

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