使用 Python 远程登陆服务器的最佳实践-技术圈

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

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)

这是根据官方文档（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() 和 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 再 -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 和 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。

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/