Nornir kullanarak ağ cihazı yapılandırma öğelerinin otomatik olarak oluşturulması ve doldurulması

Nornir kullanarak ağ cihazı yapılandırma öğelerinin otomatik olarak oluşturulması ve doldurulması

Ey Habr!

Недавно тут проскочила статья Mikrotik и Linux. Рутина и автоматизация где подобную задачу решали ископаемыми средствами. И хотя задача совершенно типовая, на Хабре про нее как то ничего подобного и не находится. Осмелюсь предложить уважаемому ИТ-сообществу свой велосипед.

Это не первый велосипед для подобной задачи. Первый вариант был реализован несколько лет назад еще на yanıtlayıcı ' версии 1.x.х. Велосипед использовался редко и поэтому постоянно ржавел. В том смысле, что сама задача возникает не так часто как обновляются версии yanıtlayıcı '. И каждый раз когда нужно ехать, то цепь спадет, то колесо отвалится. Впрочем первая часть, генерация конфигов — отрабатыает всегда очень четко, благо Jinja2 движок давно устоявшийся. А вот вторая часть — раскатывание конфигов, как правило преподносила сюрпризы. А так как раскатывать конфиг мне приходится удаленно на пол сотни устройств, некоторые из которых находятся в тысячах километров, то пользоваться этим инструментом было слегка ссыкотно.

Тут надо признать, что моя неуверенность, скорей кроется в недостаточном знакомсте меня с yanıtlayıcı ', чем в его недостатках. И вот это, кстати, важный момент. yanıtlayıcı ' — это совершенно отдельная, своя собственная область знаний со своим собственным DSL (Domain Specific Language), который необходимо поддерживать на уверенном уровне. Ну и тот момент, что yanıtlayıcı ' достаточно быстро развивается, причем без особой оглядки на обратную совместимость, уверенности не добавляет.

Поэтому не так давно был реализован второй вариант велосипеда. На это раз на piton, а точнее на фреймворке, написанном на piton ve için piton adlı Nornir

Итак — Nornir это микрофреймок, написанный на piton ve için piton и предназначенный для автоматизации. Так же как и в случае с yanıtlayıcı ', для решения задач здесь требуется грамотная подготовка данных т.е. инвентаризации хостов и их параметров, а вот сценарии пишутся не на отдельном DSL, а все на том же не очень старом, но весьма добром п[и|ай]тоне.

Давайте рассмотрим что оно такое на следующем живом примере.

Есть у меня филиальная сеть с несколькими десятками офисов по всей стране. В каждом офисе существует WAN-маршрутизатор, который терминирует несколько каналов связи от разных операторов. Протокол маршрутизации — BGP. WAN-маршрутизаторы бывают двух типов: Cisco ISG или Juniper SRX.

Теперь задача: необходимо сконфигурировать на всех WAN-маршрутизаторах филиальной сети выделенную подсеть для Видеонаблюдения в отдельном порту — анонсировать эту подсеть в BGP — сконфигурировать ограничение скорости выделенного порта.

Сначала нам необходимо подготовить пару шаблонов, на основе которых будут генерироваться конфигурации отдельно по Cisco и Juniper. А так же необходимо подготовить данные по каждой точке и параметры подключения т.е. собрать то самое inventory

Готовый шаблон для Cisco:

$ cat templates/ios/base.j2 
class-map match-all VIDEO_SURV
 match access-group 111

policy-map VIDEO_SURV
 class VIDEO_SURV
    police 1500000 conform-action transmit  exceed-action drop

interface {{ host.task_data.ifname }}
  description VIDEOSURV
  ip address 10.10.{{ host.task_data.ipsuffix }}.254 255.255.255.0
  service-policy input VIDEO_SURV

router bgp {{ host.task_data.asn }}
  network 10.40.{{ host.task_data.ipsuffix }}.0 mask 255.255.255.0

access-list 11 permit 10.10.{{ host.task_data.ipsuffix }}.0 0.0.0.255
access-list 111 permit ip 10.10.{{ host.task_data.ipsuffix }}.0 0.0.0.255 any

Шаблон для Juniper:

$ cat templates/junos/base.j2 
set interfaces {{ host.task_data.ifname }} unit 0 description "Video surveillance"
set interfaces {{ host.task_data.ifname }} unit 0 family inet filter input limit-in
set interfaces {{ host.task_data.ifname }} unit 0 family inet address 10.10.{{ host.task_data.ipsuffix }}.254/24
set policy-options policy-statement export2bgp term 1 from route-filter 10.10.{{ host.task_data.ipsuffix }}.0/24 exact
set security zones security-zone WAN interfaces {{ host.task_data.ifname }}
set firewall policer policer-1m if-exceeding bandwidth-limit 1m
set firewall policer policer-1m if-exceeding burst-size-limit 187k
set firewall policer policer-1m then discard
set firewall policer policer-1.5m if-exceeding bandwidth-limit 1500000
set firewall policer policer-1.5m if-exceeding burst-size-limit 280k
set firewall policer policer-1.5m then discard
set firewall filter limit-in term 1 then policer policer-1.5m
set firewall filter limit-in term 1 then count limiter

Шаблоны, конечно, берутся не с потолка. Это по сути diff-ы между рабочими конфигурациями было-стало после решения поставленной задачи на двух конкретных маршрутизаторах разных моделей.

Из наших шабонов мы видим, что нам для решения задачи достаточно двух параметров для Juniper и 3 параметра для Cisco. вот они:

  • eğerisim
  • ipsuffix
  • ASN

Теперь нам необходимо задать эти параметры для каждого устройства, т.е. сделать то самое envanter.

için envanter будем четко следовать документации Initializing Nornir

т.е создадим такой же файловый скелет:

.
├── config.yaml
├── inventory
│   ├── defaults.yaml
│   ├── groups.yaml
│   └── hosts.yaml

Файл config.yaml — стандартный файл конфигурации nornir

$ cat config.yaml 
---
core:
    num_workers: 10

inventory:
    plugin: nornir.plugins.inventory.simple.SimpleInventory
    options:
        host_file: "inventory/hosts.yaml"
        group_file: "inventory/groups.yaml"
        defaults_file: "inventory/defaults.yaml"

Основные параметры будем указывать в файле hosts.yaml, групповые (в моем случае это логины/пароли) в groups.yamlVe içinde defaults.yaml ничего указывать не будем, но туда необходимо вписать три минуса — указывающие, на то что это tatlım файл хоть и пустой.

Вот так выглядит hosts.yaml:

---
srx-test:
    hostname: srx-test
    groups: 
        - juniper
    data:
        task_data:
            ifname: fe-0/0/2
            ipsuffix: 111

cisco-test:
    hostname: cisco-test
    groups: 
        - cisco
    data:
        task_data:
            ifname: GigabitEthernet0/1/1
            ipsuffix: 222
            asn: 65111

А вот так groups.yaml:

---
cisco:
    platform: ios
    username: admin1
    password: cisco1

juniper:
    platform: junos
    username: admin2
    password: juniper2

Вот такое полуилось envanter для нашей задачи. При инициализации параметры из inventory-файлов мапятся на объектную модель InventoryElement.

Под спойлером схема модели InventoryElement

print(json.dumps(InventoryElement.schema(), indent=4))
{
    "title": "InventoryElement",
    "type": "object",
    "properties": {
        "hostname": {
            "title": "Hostname",
            "type": "string"
        },
        "port": {
            "title": "Port",
            "type": "integer"
        },
        "username": {
            "title": "Username",
            "type": "string"
        },
        "password": {
            "title": "Password",
            "type": "string"
        },
        "platform": {
            "title": "Platform",
            "type": "string"
        },
        "groups": {
            "title": "Groups",
            "default": [],
            "type": "array",
            "items": {
                "type": "string"
            }
        },
        "data": {
            "title": "Data",
            "default": {},
            "type": "object"
        },
        "connection_options": {
            "title": "Connection_Options",
            "default": {},
            "type": "object",
            "additionalProperties": {
                "$ref": "#/definitions/ConnectionOptions"
            }
        }
    },
    "definitions": {
        "ConnectionOptions": {
            "title": "ConnectionOptions",
            "type": "object",
            "properties": {
                "hostname": {
                    "title": "Hostname",
                    "type": "string"
                },
                "port": {
                    "title": "Port",
                    "type": "integer"
                },
                "username": {
                    "title": "Username",
                    "type": "string"
                },
                "password": {
                    "title": "Password",
                    "type": "string"
                },
                "platform": {
                    "title": "Platform",
                    "type": "string"
                },
                "extras": {
                    "title": "Extras",
                    "type": "object"
                }
            }
        }
    }
}

Эта модель может выглядеть немного запутанной, особенно поначалу. Для того чтобы разобраться очень помогает интерактивный режим в piton.

 $ ipython3
Python 3.6.9 (default, Nov  7 2019, 10:44:02) 
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 7.1.1 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.

In [1]: from nornir import InitNornir                                                                           

In [2]: nr = InitNornir(config_file="config.yaml", dry_run=True)                                                

In [3]: nr.inventory.hosts                                                                                      
Out[3]: 
{'srx-test': Host: srx-test, 'cisco-test': Host: cisco-test}

In [4]: nr.inventory.hosts['srx-test'].data                                                                                    
Out[4]: {'task_data': {'ifname': 'fe-0/0/2', 'ipsuffix': 111}}

In [5]: nr.inventory.hosts['srx-test']['task_data']                                                     
Out[5]: {'ifname': 'fe-0/0/2', 'ipsuffix': 111}

In [6]: nr.inventory.hosts['srx-test'].platform                                                                                
Out[6]: 'junos'

Ну и наконец переходим собственно к скрипту. Тут мне особо гордиться нечем. Я просто взял готовый пример из туториала и почти без изменений его использовал. Вот так выглядит готовый рабочий скрипт:

from nornir import InitNornir
from nornir.plugins.tasks import networking, text
from nornir.plugins.functions.text import print_title, print_result

def config_and_deploy(task):
    # Transform inventory data to configuration via a template file
    r = task.run(task=text.template_file,
                 name="Base Configuration",
                 template="base.j2",
                 path=f"templates/{task.host.platform}")

    # Save the compiled configuration into a host variable
    task.host["config"] = r.result

    # Save the compiled configuration into a file
    with open(f"configs/{task.host.hostname}", "w") as f:
        f.write(r.result)

    # Deploy that configuration to the device using NAPALM
    task.run(task=networking.napalm_configure,
             name="Loading Configuration on the device",
             replace=False,
             configuration=task.host["config"])

nr = InitNornir(config_file="config.yaml", dry_run=True) # set dry_run=False, cross your fingers and run again

# run tasks
result = nr.run(task=config_and_deploy)
print_result(result)

Обратите внимание на параметр dry_run=True в строке инициализация объекта nr.
Тут так же как и в yanıtlayıcı ' реализован тестовый прогон при котором происходит соединение с маршрутизатором, готовится новая измененная конфигурация, которая затем валидируется устройством (но это не точно; зависит от поддержки устройством и реализации драйвера в NAPALM), но непосредственно применения новой конфигурации не происходит. Для боевого применения необходимо убрать параметр kuru_çalışma либо сменить его значение на Yanlış.

При выполнении сценария Nornir выдает в консоль подробные логи.

Под спойлером вывод боевого прогона на двух тестовых машрутизаторах:

config_and_deploy***************************************************************
* cisco-test ** changed : True *******************************************
vvvv config_and_deploy ** changed : True vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv INFO
---- Base Configuration ** changed : True ------------------------------------- INFO
class-map match-all VIDEO_SURV
 match access-group 111

policy-map VIDEO_SURV
 class VIDEO_SURV
    police 1500000 conform-action transmit  exceed-action drop

interface GigabitEthernet0/1/1
  description VIDEOSURV
  ip address 10.10.222.254 255.255.255.0
  service-policy input VIDEO_SURV

router bgp 65001
  network 10.10.222.0 mask 255.255.255.0

access-list 11 permit 10.10.222.0 0.0.0.255
access-list 111 permit ip 10.10.222.0 0.0.0.255 any
---- Loading Configuration on the device ** changed : True --------------------- INFO
+class-map match-all VIDEO_SURV
+ match access-group 111
+policy-map VIDEO_SURV
+ class VIDEO_SURV
+interface GigabitEthernet0/1/1
+  description VIDEOSURV
+  ip address 10.10.222.254 255.255.255.0
+  service-policy input VIDEO_SURV
+router bgp 65001
+  network 10.10.222.0 mask 255.255.255.0
+access-list 11 permit 10.10.222.0 0.0.0.255
+access-list 111 permit ip 10.10.222.0 0.0.0.255 any
^^^^ END config_and_deploy ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
* srx-test ** changed : True *******************************************
vvvv config_and_deploy ** changed : True vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv INFO
---- Base Configuration ** changed : True ------------------------------------- INFO
set interfaces fe-0/0/2 unit 0 description "Video surveillance"
set interfaces fe-0/0/2 unit 0 family inet filter input limit-in
set interfaces fe-0/0/2 unit 0 family inet address 10.10.111.254/24
set policy-options policy-statement export2bgp term 1 from route-filter 10.10.111.0/24 exact
set security zones security-zone WAN interfaces fe-0/0/2
set firewall policer policer-1m if-exceeding bandwidth-limit 1m
set firewall policer policer-1m if-exceeding burst-size-limit 187k
set firewall policer policer-1m then discard
set firewall policer policer-1.5m if-exceeding bandwidth-limit 1500000
set firewall policer policer-1.5m if-exceeding burst-size-limit 280k
set firewall policer policer-1.5m then discard
set firewall filter limit-in term 1 then policer policer-1.5m
set firewall filter limit-in term 1 then count limiter
---- Loading Configuration on the device ** changed : True --------------------- INFO
[edit interfaces]
+   fe-0/0/2 {
+       unit 0 {
+           description "Video surveillance";
+           family inet {
+               filter {
+                   input limit-in;
+               }
+               address 10.10.111.254/24;
+           }
+       }
+   }
[edit]
+  policy-options {
+      policy-statement export2bgp {
+          term 1 {
+              from {
+                  route-filter 10.10.111.0/24 exact;
+              }
+          }
+      }
+  }
[edit security zones]
     security-zone test-vpn { ... }
+    security-zone WAN {
+        interfaces {
+            fe-0/0/2.0;
+        }
+    }
[edit]
+  firewall {
+      policer policer-1m {
+          if-exceeding {
+              bandwidth-limit 1m;
+              burst-size-limit 187k;
+          }
+          then discard;
+      }
+      policer policer-1.5m {
+          if-exceeding {
+              bandwidth-limit 1500000;
+              burst-size-limit 280k;
+          }
+          then discard;
+      }
+      filter limit-in {
+          term 1 {
+              then {
+                  policer policer-1.5m;
+                  count limiter;
+              }
+          }
+      }
+  }
^^^^ END config_and_deploy ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Прячем пароли в ansible_vault

В начале статьи я немного наехал на yanıtlayıcı ', но там не все так плохо. Очень мне у них Tonoz нравится, который предназначен для сокрытия чуствительной информации с глаз долой. И наверное многие заметили, что у нас все логины/пароли ко всем боевым маршрутизаторам сверкают в отрытом виде в файле gorups.yaml. Некрасиво это конечно. Давайте защитим эти данные с помощью Tonoz.

Перенесем параметры из groups.yaml в creds.yaml, и зашифруем его AES256 c 20-значным паролем:

$ cd inventory
$ cat creds.yaml
---
cisco:
    username: admin1
    password: cisco1

juniper:
    username: admin2
    password: juniper2

$ pwgen 20 -N 1 > vault.passwd
ansible-vault encrypt creds.yaml --vault-password-file vault.passwd  
Encryption successful
$ cat creds.yaml 
$ANSIBLE_VAULT;1.1;AES256
39656463353437333337356361633737383464383231366233386636333965306662323534626131
3964396534396333363939373539393662623164373539620a346565373439646436356438653965
39643266333639356564663961303535353364383163633232366138643132313530346661316533
6236306435613132610a656163653065633866626639613537326233653765353661613337393839
62376662303061353963383330323164633162386336643832376263343634356230613562643533
30363436343465306638653932366166306562393061323636636163373164613630643965636361
34343936323066393763323633336366366566393236613737326530346234393735306261363239
35663430623934323632616161636330353134393435396632663530373932383532316161353963
31393434653165613432326636616636383665316465623036376631313162646435

Вот так просто. Осталось научить наш Nornir-скрипт доставать и применять эти данные.
Для этого в нашем скрипте после строки инициализации nr = InitNornir(config_file=… добавляем следующий код:

...
nr = InitNornir(config_file="config.yaml", dry_run=True) # set dry_run=False, cross your fingers and run again

# enrich Inventory with the encrypted vault data
from ansible_vault import Vault
vault_password_file="inventory/vault.passwd"
vault_file="inventory/creds.yaml"
with open(vault_password_file, "r") as fp:
    password = fp.readline().strip()   
    vault = Vault(password)
    vaultdata = vault.load(open(vault_file).read())

for a in nr.inventory.hosts.keys():
    item = nr.inventory.hosts[a]
    item.username = vaultdata[item.groups[0]]['username']
    item.password = vaultdata[item.groups[0]]['password']
    #print("hostname={}, username={}, password={}n".format(item.hostname, item.username, item.password))

# run tasks
...

Разумеется vault.passwd не должен лежать рядом с creds.yaml как в моем примере. Но для поиграться сойдет.

На этом пока все. На подходе еще пара статей про Cisco + Zabbix, но это немного не про автоматизацию. А в недалеком будущем планирую написать про RESTCONF в Cisco.

Kaynak: habr.com

Yorum ekle