项目1　系统自动化运维：从Shell到Python　1
知识目标　1
技能目标　1
素养目标　1
任务1.1　从Shell编程开始系统自动化运维　1
任务要求　1
相关知识　2
1.1.1　初识系统自动化运维　2
1.1.2　Linux系统自动化运维的基本工具——Shell脚本　3
任务实现　4
任务1.1.1　准备实验环境　4
任务1.1.2　编写Shell脚本批量创建Linux用户账户　5
任务1.1.3　编写Shell脚本批量检测主机在线状态　7
任务1.1.4　编写Shell脚本一键安装JDK　8
任务1.1.5　编写Shell脚本监控Linux系统性能　9
任务1.2　使用Python提升系统自动化运维技能　13
任务要求　13
相关知识　13
1.2.1　Python简介　13
1.2.2　Python的模块、包与库　14
1.2.3　Python与系统自动化运维　15
任务实现　15
任务1.2.1　搭建Python开发环境　15
任务1.2.2　编写Python程序监控Linux系统性能　18
任务1.3　使用Python执行外部命令　23
任务要求　23
相关知识　23
1.3.1　subprocess模块简介　23
1.3.2　subprocess模块的便利函数　23
1.3.3　subprocess模块的Popen类　25
任务实现　26
任务1.3.1　使用subprocess模块编程批量检测主机在线状态　26
任务1.3.2　编写通用的外部命令执行函数　27
项目小结　28
课后练习　28
项目实训　29
实训1　编写Shell脚本监控系统性能　29
实训2　编写Python脚本监控系统负载　29
实训3　使用subprocess模块编程创建Linux用户账户　29
项目2　监控系统与调度运维任务　30
知识目标　30
技能目标　30
素养目标　30
任务2.1　采集系统信息和管理进程　30
任务要求　30
相关知识　31
2.1.1　了解psutil库　31
2.1.2　系统信息相关函数　31
2.1.3　进程管理功能　33
任务实现　34
任务2.1.1　使用psutil库采集系统信息　34
任务2.1.2　使用psutil库实现进程管理　37
任务2.2　监控文件系统更改　37
任务要求　37
相关知识　38
2.2.1　了解pyinotify库　38
2.2.2　了解watchdog库　40
任务实现　42
任务2.2.1　基于pyinotify库编写文件系统更改监控程序　42
任务2.2.2　基于watchdog库编写文件系统更改监控程序　43
任务2.3　监控Web服务　45
任务要求　45
相关知识　45
2.3.1　PycURL库简介　45
2.3.2　PycURL库的基本用法　46
任务实现　48
基于PycURL库编写Web服务监控程序　48
任务2.4　调度运维任务　50
任务要求　50
相关知识　50
2.4.1　APScheduler库的组件　50
2.4.2　APScheduler库的基本用法　51
任务实现　54
任务2.4.1　使用Cron服务调度运维任务　54
任务2.4.2　基于APScheduler库编程调度运维
任务　54
项目小结　55
课后练习　55
项目实训　56
实训1　使用psutil库编程获取系统启动时间和登录信息　56
实训2　使用watchdog库编程监控文件的移动　56
实训3　使用PycURL库编程判断Web服务的可用性　57
实训4　使用APScheduler库编程调度监控任务　57
项目3　处理文件内容与配置文件　58
知识目标　58
技能目标　58
素养目标　58
任务3.1　解析和处理文件内容　58
任务要求　58
相关知识　59
3.1.1　字符串及其操作　59
3.1.2　文本文件的读写　60
3.1.3　编码和解码　61
3.1.4　正则表达式　62
任务实现　65
任务3.1.1　统计用户账户　65
任务3.1.2　查看配置文件并去除注释和空行　66
任务3.2　操作配置文件　67
任务要求　67
相关知识　67
3.2.1　INI文件及其Python操作方法　67
3.2.2　XML文件及其Python解析方法　68
3.2.3　JSON文件及其Python操作方法　69
3.2.4　YAML文件及其Python操作方法　70
任务实现　72
任务3.2.1　编程操作INI文件　72
任务3.2.2　使用DOM方法读写XML文件　73
任务3.2.3　编程操作JSON文件　74
任务3.2.4　编程操作YAML文件　75
任务3.3　使用模板高效处理文本文件　76
任务要求　76
相关知识　76
3.3.1　什么是模板　76
3.3.2　Jinja2模板语法　77
3.3.3　Jinja2模板的渲染　78
任务实现　79
任务3.3.1　使用Jinja2模板生成HTML文件　79
任务3.3.2　使用Jinja2模板生成XML文件　80
任务3.4　比对文件和目录内容　81
任务要求　81
相关知识　81
3.4.1　difflib模块　81
3.4.2　filecmp模块　82
任务实现　83
任务3.4.1　使用difflib模块编程比较两个文件
内容　83
任务3.4.2　使用filecmp模块编程比较两个目录
内容　84
项目小结　85
课后练习　86
项目实训　87
实训1　获取网页中所有图片的链接　87
实训2　编写将XML文件转换为YAML文件的Python程序　87
实训3　使用Jinja2模板生成HTML报表　87
项目4　记录日志与发送邮件　88
知识目标　88
技能目标　88
素养目标　88
任务4.1　记录日志　88
任务要求　88
相关知识　89
4.1.1　为什么要使用logging模块　89
4.1.2　logging模块的日志级别　89
4.1.3　logging模块的基本用法　89
4.1.4　logging模块的类　91
4.1.5　日志记录的配置　94
任务实现　94
任务4.1.1　将日志消息同时输出到屏幕和文件　94
任务4.1.2　使用日志文件记录异常处理信息　95
任务4.1.3　使用日志记录系统监控异常信息　96
任务4.2　发送邮件　97
任务要求　97
相关知识　97
4.2.1　smtplib模块及其基本用法　97
4.2.2　email模块及其基本用法　98
任务实现　100
任务4.2.1　通过邮件发送报警通知　100
任务4.2.2　通过邮件发送运维报告　102
项目小结　103
课后练习　103
项目实训　104
实训1　使用日志记录文件删除和移动监控的信息　104
实训2　监控文件删除和移动并发送邮件通知　104
项目5　运维数据记录与可视化　105
知识目标　105
技能目标　105
素养目标　105
任务5.1　记录运维数据　105
任务要求　105
相关知识　106
5.1.1　纯文本的CSV文件　106
5.1.2　功能强大的Excel文件　106
5.1.3　使用数据库存储　109
任务实现　110
任务5.1.1　使用CSV文件记录系统监控数据　110
任务5.1.2　使用SQLite数据库记录系统监控数据　112
任务5.2　可视化运维数据　114
任务要求　114
相关知识　115
5.2.1　经典的Python绘图库Matplotlib　115
5.2.2　高效、简洁的Web可视化框架Dash　116
任务实现　121
任务5.2.1　基于Matplotlib库生成系统监控数据统计图表　121
任务5.2.2　通过Dash框架实现系统监控数据仪表盘　123
项目小结　127
课后练习　127
项目实训　128
实训1　使用Excel文件记录系统监控数据并绘制CPU使用率的折线图　128
实训2　基于Dash框架绘制CPU和内存使用率的柱形图　128
项目6　远程管理和批量运维服务器　129
知识目标　129
技能目标　129
素养目标　129
任务6.1　使用Paramiko库远程管理服务器　129
任务要求　129
相关知识　130
6.1.1　SSH协议　130
6.1.2　Paramiko库简介　130
6.1.3　使用SSHClient类建立SSH连接　131
6.1.4　使用Transport类控制SSH连接　132
6.1.5　使用SFTPClient实现文件传输　133
任务实现　134
任务6.1.1　搭建多服务器实验环境　134
任务6.1.2　基于密钥认证连接远程服务器　135
任务6.1.3　在远程服务器上执行sudo命令　137
任务6.1.4　实现交互式操作的远程伪终端　138
任务6.2　使用Fabric库批量管理和运维服务器　139
任务要求　139
相关知识　140
6.2.1　Fabric库简介　140
6.2.2　Connection类的基本用法　140
6.2.3　为sudo命令自动提供密码　143
6.2.4　批量操作远程服务器　143
6.2.5　传统的fab命令行工具　145
任务实现　145
任务6.2.1　批量部署源代码　145
任务6.2.2　集中采集多台服务器的系统信息　147
任务6.2.3　自动部署LAMP平台　148
项目小结　150
课后练习　150
项目实训　151
实训1　使用Paramiko库编程实现基于密钥认证的SSH客户端　151
实训2　使用Fabric库编程实现批量采集服务器的网络流量信息　151
实训3　使用Fabric库编程实现自动安装Docker CE　152
项目7　网络管理和网络安全　153
知识目标　153
技能目标　153
素养目标　153
任务7.1　IP地址管理与DNS解析　153
任务要求　153
相关知识　154
7.1.1　IPy库及其基本用法　154
7.1.2　dnspython库及其基本用法　156
任务实现　157
任务7.1.1　使用IPy库解析IP地址　157
任务7.1.2　使用dnspython库解析DNS记录　158
任务7.2　实现网络探测和安全扫描　159
任务要求　159
相关知识　160
7.2.1　nmap工具　160
7.2.2　python-nmap库　164
任务实现　166
任务7.2.1　检测网络中在线状态的主机　166
任务7.2.2　检测主机的服务及版本　166
任务7.3　使用Scapy库处理网络数据包　167
任务要求　167
相关知识　168
7.3.1　Scapy库简介　168
7.3.2　Scapy库的基本使用方法　168
任务实现　174
任务7.3.1　使用Scapy库进行SYN扫描　174
任务7.3.2　使用Scapy库进行TCP路由跟踪　175
任务7.3.3　使用Scapy库进行抓包重放　175
项目小结　177
课后练习　177
项目实训　178
实训1　检测主机的服务及版本并将结果生成HTML报表　178
实训2　使用Scapy库抓取网络数据包并进行处理　178
项目8　企业级系统综合运维　179
知识目标　179
技能目标　179
素养目标　179
任务8.1　熟悉Ansible的基本用法　179
任务要求　179
相关知识　180
8.1.1　Ansible的特点和应用　180
8.1.2　Ansible的基本架构　181
8.1.3　安装Ansible　181
8.1.4　配置Ansible　182
8.1.5　编写清单文件　183
8.1.6　配置SSH连接　184
8.1.7　Ansible的模块　185
8.1.8　使用Ansible即席命令　186
8.1.9　命令执行模块　187
任务实现　187
任务8.1.1　使用Ansible在目标主机上执行Shell脚本　187
任务8.1.2　使用Ansible提权操作目标主机　190
任务8.2　基于Playbook实现自动化任务　190
任务要求　190
相关知识　191
8.2.1　Playbook的基本语法　191
8.2.2　运行Playbook　193
8.2.3　在Playbook中使用处理程序　195
8.2.4　在Playbook中定义和使用变量　195
8.2.5　在Playbook中使用控制结构　197
8.2.6　使用Ansible Vault加密内容　198
任务实现　200
任务8.2.1　使用Playbook配置系统时钟同步　200
任务8.2.2　使用Playbook批量添加用户账户　202
任务8.3　使用Ansible角色组织Playbook　204
任务要求　204
相关知识　204
8.3.1　理解Ansible角色　204
8.3.2　使用Ansible Galaxy　208
任务实现　210
任务8.3.1　通过角色部署Web负载平衡　210
任务8.3.2　通过Ansible Galaxy部署角色　216
任务8.4　部署Zabbix监控平台　218
任务要求　218
相关知识　218
8.4.1　Zabbix的主要特性　218
8.4.2　Zabbix的基本架构　219
任务实现　219
任务8.4.1　以容器形式安装Zabbix服务器　219
任务8.4.2　使用Ansible部署Zabbix代理　222
任务8.4.3　试用Zabbix实现系统监控　225
项目小结　227
课后练习　228
项目实训　229
实训1　使用Ansible即席命令执行Shell脚本检测目标主机的CPU使用率　229
实训2　使用Playbook批量更改CentOS的系统环境配置　229
实训3　从Ansible Galaxy获取Redis角色并在CentOS服务器上部署　230