Пример использования SQLite

В 15 разделе был пример разбора вывода команды show ip dhcp snooping binding. На выходе мы получили информацию о параметрах подключенных устройств (interface, IP, MAC, VLAN).

В таком варианте можно посмотреть только все подключенные устройства к коммутатору. Если же нужно узнать на основании одного из параметров другие, то в таком виде это не очень удобно.

Например, если нужно по IP-адресу получить информацию о том, к какому интерфейсу подключен компьютер, какой у него MAC-адрес и в каком он VLAN, то по выводу скрипта это сделать не очень просто и, главное, не очень удобно.

Запишем информацию, полученную из вывода sh ip dhcp snooping binding в SQLite. Это позволит делать запросы по любому параметру и получать недостающие. Для этого примера достаточно создать одну таблицу, где будет храниться информация.

Определение таблицы прописано в отдельном файле dhcp_snooping_schema.sql и выглядит так:

create table if not exists dhcp (
    mac          text not NULL primary key,
    ip           text,
    vlan         text,
    interface    text
);

Для всех полей определен тип данных «текст».

MAC-адрес является первичным ключом нашей таблицы, что вполне логично, так как MAC-адрес должен быть уникальным.

Кроме того, используется выражение create table if not exists - SQLite создаст таблицу только в том случае, если она не существует.

Теперь надо создать файл БД, подключиться к базе данных и создать таблицу (файл create_sqlite_ver1.py):

Комментарии к файлу:

• при выполнении строки conn = sqlite3.connect('dhcp_snooping.db'):

  • создается файл dhcp_snooping.db, если его нет

  • создается объект Connection

• в БД создается таблица (если ее не было) на основании команд, которые указаны в файле dhcp_snooping_schema.sql:

  • открывается файл dhcp_snooping_schema.sql

  • schema = f.read() - весь файл считывается в одну строку

  • conn.executescript(schema) - метод executescript позволяет выполнять команды SQL, которые прописаны в файле

Выполнение скрипта:

$ python create_sqlite_ver1.py
Creating schema...
Done

В результате должен быть создан файл БД и таблица dhcp.

Проверить, что таблица создалась, можно с помощью утилиты sqlite3, которая позволяет выполнять запросы прямо в командной строке.

Список созданных таблиц выводится таким образом:

$ sqlite3 dhcp_snooping.db "SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table'"
dhcp

Теперь нужно записать информацию из вывода команды sh ip dhcp snooping binding в таблицу (файл dhcp_snooping.txt):

MacAddress          IpAddress        Lease(sec)  Type           VLAN  Interface
------------------  ---------------  ----------  -------------  ----  --------------------
00:09:BB:3D:D6:58   10.1.10.2        86250       dhcp-snooping   10    FastEthernet0/1
00:04:A3:3E:5B:69   10.1.5.2         63951       dhcp-snooping   5     FastEthernet0/10
00:05:B3:7E:9B:60   10.1.5.4         63253       dhcp-snooping   5     FastEthernet0/9
00:09:BC:3F:A6:50   10.1.10.6        76260       dhcp-snooping   10    FastEthernet0/3
Total number of bindings: 4

Во второй версии скрипта сначала вывод в файле dhcp_snooping.txt обрабатывается регулярными выражениями, а затем записи добавляются в БД (файл create_sqlite_ver2.py):

Комментарии к скрипту:

• в регулярном выражении, которое проходится по выводу команды sh ip dhcp snooping binding, используются не именованные группы, как в примере раздела Регулярные выражения, а нумерованные

  • группы созданы только для тех элементов, которые нас интересуют

• result - это список, в котором хранится результат обработки вывода команды

  • но теперь тут не словари, а кортежи с результатами

  • это нужно для того, чтобы их можно было сразу передавать на запись в БД

• Перебираем в полученном списке кортежей элементы

• В этом скрипте используется еще один вариант записи в БД

  • строка query описывает запрос. Но вместо значений указываются знаки вопроса. Такой вариант записи запроса позволяет динамически подставлять значение полей

  • затем методу execute передается строка запроса и кортеж row, где находятся значения

Выполняем скрипт:

$ python create_sqlite_ver2.py
Creating schema...
Done
Inserting DHCP Snooping data

Проверим, что данные записались:

$ sqlite3 dhcp_snooping.db "select * from dhcp"
-- Loading resources from /home/vagrant/.sqliterc

mac                ip          vlan        interface
-----------------  ----------  ----------  ---------------
00:09:BB:3D:D6:58  10.1.10.2   10          FastEthernet0/1
00:04:A3:3E:5B:69  10.1.5.2    5           FastEthernet0/1
00:05:B3:7E:9B:60  10.1.5.4    5           FastEthernet0/9
00:09:BC:3F:A6:50  10.1.10.6   10          FastEthernet0/3

Теперь попробуем запросить по определенному параметру:

$ sqlite3 dhcp_snooping.db "select * from dhcp where ip = '10.1.5.2'"
-- Loading resources from /home/vagrant/.sqliterc

mac                ip          vlan        interface
-----------------  ----------  ----------  ----------------
00:04:A3:3E:5B:69  10.1.5.2    5           FastEthernet0/10

То есть, теперь на основании одного параметра можно получать остальные.

Переделаем скрипт таким образом, чтобы в нём была проверка на наличие файла dhcp_snooping.db. Если файл БД есть, то не надо создавать таблицу, считаем, что она уже создана.

Файл create_sqlite_ver3.py:

Теперь есть проверка наличия файла БД, и файл dhcp_snooping.db будет создаваться только в том случае, если его нет. Данные также записываются только в том случае, если не создан файл dhcp_snooping.db.

Если файла нет (предварительно его удалить):

$ rm dhcp_snooping.db
$ python create_sqlite_ver3.py
Creating schema...
Done
Inserting DHCP Snooping data

Проверим. В случае, если файл уже есть, но данные не записаны:

$ rm dhcp_snooping.db

$ python create_sqlite_ver1.py
Creating schema...
Done
$ python create_sqlite_ver3.py
Database exists, assume dhcp table does, too.
Inserting DHCP Snooping data

Если есть и БД и данные:

$ python create_sqlite_ver3.py
Database exists, assume dhcp table does, too.
Inserting DHCP Snooping data
Error occurred:  UNIQUE constraint failed: dhcp.mac
Error occurred:  UNIQUE constraint failed: dhcp.mac
Error occurred:  UNIQUE constraint failed: dhcp.mac
Error occurred:  UNIQUE constraint failed: dhcp.mac

Теперь делаем отдельный скрипт, который занимается отправкой запросов в БД и выводом результатов. Он должен:

• ожидать от пользователя ввода параметров:

  • имя параметра

  • значение параметра

• делать нормальный вывод данных по запросу

Файл get_data_ver1.py:

Комментарии к скрипту:

• из аргументов, которые передали скрипту, считываются параметры key, value

  • из списка keys удаляется выбранный ключ. Таким образом, в списке остаются только те параметры, которые нужно вывести

• подключаемся к БД

  • conn.row_factory = sqlite3.Row - позволяет далее обращаться к данным в колонках по имени колонки

• из БД выбираются те строки, в которых ключ равен указанному значению

  • в SQL значения можно подставлять через знак вопроса, но нельзя подставлять имя столбца. Поэтому имя столбца подставляется через форматирование строк, а значение - штатным средством SQL.

  • Обратите внимание на (value,) - таким образом передается кортеж с одним элементом

• Полученная информация выводится на стандартный поток вывода: * перебираем полученные результаты и выводим только те поля, названия

  которых находятся в списке keys

Проверим работу скрипта.

Показать параметры хоста с IP 10.1.10.2:

$ python get_data_ver1.py ip 10.1.10.2

Detailed information for host(s) with ip 10.1.10.2
----------------------------------------
mac         : 00:09:BB:3D:D6:58
vlan        : 10
interface   : FastEthernet0/1
----------------------------------------

Показать хосты в VLAN 10:

$ python get_data_ver1.py vlan 10

Detailed information for host(s) with vlan 10
----------------------------------------
mac         : 00:09:BB:3D:D6:58
ip          : 10.1.10.2
interface   : FastEthernet0/1
----------------------------------------
mac         : 00:07:BC:3F:A6:50
ip          : 10.1.10.6
interface   : FastEthernet0/3
----------------------------------------

Вторая версия скрипта для получения данных с небольшими улучшениями:

• Вместо форматирования строк используется словарь, в котором описаны запросы, соответствующие каждому ключу.

• Выполняется проверка ключа, который был выбран

• Для получения заголовков всех столбцов, который соответствуют запросу, используется метод keys()

Файл get_data_ver2.py:

В этом скрипте есть несколько недостатков:

• не проверяется количество аргументов, которые передаются скрипту

• хотелось бы собирать информацию с разных коммутаторов. А для этого надо добавить поле, которое указывает, на каком коммутаторе была найдена запись

Кроме того, многое нужно доработать в скрипте, который создает БД и записывает данные.

Все доработки будут выполняться в заданиях этого раздела.