使用 Python 远程登陆服务器,详解 Paramiko 的使用

作者: 王炳明 分类: Python 好库推荐 发布时间: 2020-10-03 10:58 热度:19

在使用 Python 写一些脚本的时候,在某些情况下,我们需要频繁登陆远程服务去执行一次命令,并返回一些结果。

在 shell 环境中,我们是这样子做的。

$ sshpass -p ${passwd} ssh -p ${port} -l ${user} -o StrictHostKeyChecking=no xx.xx.xx.xx "ls -l"

然后你会发现,你的输出有很多你并不需要,但是又不去不掉的一些信息(也许有方法,请留言交流),类似这样

host: xx.xx.xx.xx, port: xx
Warning: Permanently added '[xx.xx.xx.xx]:xx' (RSA) to the list of known hosts.
Login failure: [Errno 1] This server is not registered to rmp platform, please confirm whether cdn server.
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 239 Mar 30  2018 admin-openrc

对于直接使用 shell 命令,来执行命令的,可以直接使用管道,或者将标准输出重定向到文件的方法取得执行命令返回的结果

1. 使用 subprocess

若是使用 Python 来做这件事,通常我们会第一时间,想到使用 os.popen,os.system,commands,subprocess 等一些命令执行库来间接获取 。

但是据我所知,这些库获取的 output 不仅只有标准输出,还包含标准错误(也就是上面那些多余的信息)

所以每次都要对 output 进行的数据清洗,然后整理格式化,才能得到我们想要的数据。

用 subprocess 举个例子,就像这样子

import subprocess
ssh_cmd = "sshpass -p ${passwd} ssh -p 22 -l root -o StrictHostKeyChecking=no xx.xx.xx.xx  'ls -l'"
status, output = subprocess.getstatusoutput(ssh_cmd)

# 数据清理,格式化的就不展示了
<code...>

通过以上的文字 + 代码的展示 ,可以感觉到 ssh 登陆的几大痛点

  • 痛点一:需要额外安装 sshpass(如果不免密的话)
  • 痛点二:干扰信息太多,数据清理、格式化相当麻烦
  • 痛点三:代码实现不够优雅(有点土),可读性太差
  • 痛点四:ssh 连接不能复用,一次连接仅能执行一次
  • 痛点五:代码无法全平台,仅能在 Linux 和 OSX 上使用

为了解决这几个问题,我搜索了全网关于 Python ssh 的文章,没有看到有完整介绍这方面的技巧的。

为此,我就翻阅了一个很火的 Github 项目: awesome-python-cn (https://github.com/BingmingWong/awesome-python-cn)。

期望在这里,找到有一些关于 远程连接 的一些好用的库。

还真的被我找到了两个

  • sh.ssh
  • Paramiko

2. 使用 sh.ssh

首先来介绍第一个,sh.ssh

sh 是一个可以让你通过函数的调用来完成 Linxu/OSX 系统命令的一个库,非常好用,关于它有机会也写篇介绍。

$ python3 -m pip install sh

今天只介绍它其中的一个函数:ssh

通常两台机器互访,为了方便,可设置免密登陆,这样就不需要输入密码。

这段代码可以实现免密登陆,并执行我们的命令 ls -l

from sh import ssh
output=ssh("root@xx.xx.xx.xx", "-p 22", "ls -l")
print(output)

但有可能 ,我们并不想设置互信免密,为了使这段代码更通用,我假定我们没有设置免密,只能使用密码进行登陆。

问题就来了,要输入密码,必须得使用交互式的方法来输入呀,在 Python 中要如何实现呢?

原来 ssh 方法接收一个 _out 参数,这个参数可以为一个字符串,表示文件路径,也可以是一个文件对象(或者类文件对象),还可以是一个回调函数,意思是当有标准输出时,就会调用将输出内容传给这个函数。

这就好办了呀。

我只要识别到有 password: 字样,就往标准输入写入我的密码就好了呀。

完整代码如下:

import sys
from sh import ssh

aggregated = ""
def ssh_interact(char, stdin):
    global aggregated
    sys.stdout.write(char.encode())
    sys.stdout.flush()
    aggregated += char
    if aggregated.endswith("password: "):
        stdin.put("you_password\n")

output=ssh("root@xx.xx.xx.xx", "-p 22", "ls -l",_tty_in=True, _out_bufsize=0, _out=ssh_interact)
print(output)

这是官方文档(http://amoffat.github.io/sh/tutorials/interacting_with_processes.html?highlight=ssh)给的一些信息,写的一个demo。

尝试运行后,发现程序会一直在运行中,永远不会返回,不会退出,回调函数也永远不会进入。

通过调试查看源代码,仍然查不到问题所在,于是去 Github 上搜了下,原来在 2017 年就已经存在这个问题了,到现在 2020 年了还没有修复,看来使用 sh.ssh 的人并不多,于是我又“追问”了下,期望能得到回复。

以上这个问题,只有在需要输入密码才会出现,如果设置了机器互信是没有问题的。

为了感受 sh.ssh 的使用效果,我设置了机器互信免密,然后使用如下这段代码。

from sh import ssh

my_server=ssh.bake("root@xx.xx.xx.xx", "-p 22")

# 相当于执行登陆一次执行一次命令,执行完就退出登陆
print(my_server.ls())

# 可在 sleep 期间,手动登陆服务器,使用 top ,查看当前有多少终端在连接
time.sleep(5)

# 再次执行这条命令时,登陆终端数将 +1,执行完后,又将 -1
print(my_server.ifconfig())

惊奇地发现使用 bake 这种方式,my_server.ls()my_server.ifconfig() 这种看似是通过同一个ssh连接,执行两次命令,可实际上,你可以在远程机器上,执行 top 命令看到已连接的终端的变化,会先 +1-1,说明两次命令的执行是通过两次连接实现的。

如此看来,使用 sh.ssh 可以解决痛点一(如果上述问题能得到解决)、痛点二、痛点三。

但是它仍然无法复用 ssh 连接,还是不太方便,不是我理想中的最佳方案。

最重要的一点是, sh 这个模块,仅支持 Linxu/OSX ,在 Windows 你得使用它的兄弟库 – pbs ,然后我又去 pypi 看了一眼 pbs,已经 “年久失修”,没人维护了。

至此,我离 “卒”,就差最后一根稻草了。

3. 使用 paramiko

带着最后一丝希望,我尝试使用了 paramiko 这个库,终于在 paramiko 这里,找回了本应属于 Python 的那种优雅。

你可以通过如下命令去安装它

$ python3 -m pip install paramiko

然后接下来,就介绍几种常用的 ssh 登陆的方法

方法1:基于用户名和密码的 sshclient 方式登录

然后你可以参考如下这段代码,在 Linux/OSX 系统下进行远程连接

import paramiko

ssh = paramiko.SSHClient()
# 允许连接不在know_hosts文件中的主机
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())

# 建立连接
ssh.connect("xx.xx.xx.xx", username="root", port=22, password="you_password")

# 使用这个连接执行命令
ssh_stdin, ssh_stdout, ssh_stderr = ssh.exec_command("ls -l")

# 获取输出
print(ssh_stdout.read())

# 关闭连接
ssh.close()

方法2:基于用户名和密码的 transport 方式登录

方法1 是传统的连接服务器、执行命令、关闭的一个操作,多个操作需要连接多次,无法复用连接[痛点四]。

有时候需要登录上服务器执行多个操作,比如执行命令、上传/下载文件,方法1 则无法实现,那就可以使用 transport 的方法。

import paramiko

# 建立连接
trans = paramiko.Transport(("xx.xx.xx.xx", 22))
trans.connect(username="root", password="you_passwd")

# 将sshclient的对象的transport指定为以上的trans
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh._transport = trans

# 剩下的就和上面一样了
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
ssh_stdin, ssh_stdout, ssh_stderr = ssh.exec_command("ls -l")
print(ssh_stdout.read())

# 关闭连接
trans.close()

方法3:基于公钥密钥的 SSHClient 方式登录

import paramiko

# 指定本地的RSA私钥文件
# 如果建立密钥对时设置的有密码,password为设定的密码,如无不用指定password参数
pkey = paramiko.RSAKey.from_private_key_file('/home/you_username/.ssh/id_rsa', password='12345')

# 建立连接
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh.connect(hostname='xx.xx.xx.xx',
            port=22,
            username='you_username',
            pkey=pkey)

# 执行命令
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('ls -l')

# 结果放到stdout中,如果有错误将放到stderr中
print(stdout.read())

# 关闭连接
ssh.close()

方法4:基于密钥的 Transport 方式登录

import paramiko

# 指定本地的RSA私钥文件
# 如果建立密钥对时设置的有密码,password为设定的密码,如无不用指定password参数
pkey = paramiko.RSAKey.from_private_key_file('/home/you_username/.ssh/id_rsa', password='12345')

# 建立连接
trans = paramiko.Transport(('xx.xx.xx.xx', 22))
trans.connect(username='you_username', pkey=pkey)

# 将sshclient的对象的transport指定为以上的trans
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh._transport = trans

# 执行命令,和传统方法一样
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('df -hl')
print(stdout.read().decode())

# 关闭连接
trans.close()

以上四种方法,可以帮助你实现远程登陆服务器执行命令,如果需要复用连接:一次连接执行多次命令,可以使用 方法二方法四

用完后,记得关闭连接。

实现 sftp 文件传输

同时,paramiko 做为 ssh 的完美解决方案,它非常专业,利用它还可以实现 sftp 文件传输。

import paramiko

# 实例化一个trans对象# 实例化一个transport对象
trans = paramiko.Transport(('xx.xx.xx.xx', 22))

# 建立连接
trans.connect(username='you_username', password='you_passwd')

# 实例化一个 sftp对象,指定连接的通道
sftp = paramiko.SFTPClient.from_transport(trans)

# 发送文件
sftp.put(localpath='/tmp/11.txt', remotepath='/tmp/22.txt')

# 下载文件
sftp.get(remotepath='/tmp/22.txt', localpath='/tmp/33.txt')
trans.close()

到这里,Paramiko 已经完胜了,但是仍然有一个痛点我们没有提及,就是多平台,说的就是 Windows,这里就有一件好事,一件坏事了,。

好事就是:paramiko 支持 windows

坏事就是:你需要做很多复杂的准备,你可 google 解决,但是我建议你直接放弃,坑太深了。

注意事项

使用 paramiko 的时候,有一点需要注意一下,这个也是我自己 “踩坑” 后才发现的,其实我觉得这个设计挺好的,如果你不需要等待它返回数据,可以直接实现异步效果,只不过对于不知道这个设计的人,确实是个容易掉坑的点

就是在执行 ssh.exec_command(cmd) 时,这个命令并不是同步阻塞的。

比如下面这段代码,执行时,你会发现 脚本立马就结束退出了,并不会等待 5 s 后,再 执行 ssh.close()

import paramiko

trans = paramiko.Transport(("172.20.42.1", 57891))
trans.connect(username="root", password="youpassword")
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh._transport = trans
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command("sleep 5;echo ok")
ssh.close()

但是如果改成这样,加上一行 stdout.read(), paramiko 就知道,你需要这个执行的结果,就会在 read() 进行阻塞。

import paramiko

trans = paramiko.Transport(("172.20.42.1", 57891))
trans.connect(username="root", password="youpassword")
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh._transport = trans
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command("sleep 5;echo ok")

# 加上一行 read()
print(stdout.read())
ssh.close()

4. 写在最后

经过了一番对比,和一些实例的展示,可以看出 Paramiko 是一个专业、让人省心的 ssh 利器,个人认为 Paramiko 模块是运维人员必学模块之一,如果你恰好需要在 Python 代码中实现 ssh 到远程服务器去获取一些信息,那么我把 Paramiko 推荐给你。

最后,希望这篇文章,能给你带来帮助。

5. 参考链接

  • https://github.com/paramiko/paramiko
  • http://docs.paramiko.org
  • https://www.liujiangblog.com/blog/15/
  • http://docs.paramiko.org/en/stable/

明哥写文章,辛苦了,请他喝杯咖啡吧?

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