用 Go 写一个轻量级的 ssh 批量操作工具

作者: freedomkk_qfeng | 来源:发表于2018-01-20 13:52 被阅读2169次

前言

这是一个轮子。

大家都知道 Ansible 是功能超级强大的自动化运维工具，十分的高大上。太高大上了以至于在低端运维有点水土不服，在于三点：

Ansible 是基于 Python 的，而 Python 下的安装是有一堆依赖的。。。不要笑！对于很多使用 Win 的用户而言，光是装 Python，装 pip 就够喝一壶的了。
Ansible 的 paybook 所使用的 yaml 语法当然非常强大了。然而对于新人而言，刚入手是玩不转的，需要学习。虽然 Ansible 相比其他的自动化运维工具，它的学习曲线已经非常平易近人了，但毕竟还是要学一下的不是么
Ansible 自动化运维 Linux 服务器得益于 Linux 上 python 的默认支持，功能非常强大。然而如果拿来跑交换机的话，因为交换机上通常没有 python 环境，功能就要打很多折扣了。基本上也就是执行一系列的命令组合。而我们这种有大片园区网的传统单位，运维的大头正式是交换机~

所以造这个轮子的出发点是基于以下考虑的：

要跨平台，木有依赖，开箱即用。用 Go 来撸一个就能很好的满足这个需求。你看 Open-Falcon 的 agent，ELK 的 beats ，都选择用 Go 来实现，就是这个原因。
简单无脑，无需学习。直接堆砌命令行就行，就像我们初始化交换机的那种命令行组合模板。只要 cli 会玩，直接照搬过来就行。
要支持并发。这个是 Go 的强项了，无需多言。
最后当然是学习 Go 啦。

一点都没有黑 Ansible 的意思。我们也有在用 Ansible 来做自动化运维的工作，我觉得所有运维最好都学习下 Ansible，将来总是要往自动化的方向走的。这个轮子的目的在于学习 Ansible 之前，先有个够简单无脑的工具解决下眼前的需求~

建立 ssh 会话

Go 自身不带 ssh 包。他的 ssh 包放在了 https://godoc.org/golang.org/x/crypto/ssh 这里。import 他就好

import "golang.org/x/crypto/ssh"

首先我们需要建立一个 ssh 会话，比如这样。

func connect(user, password, host, key string, port int, cipherList []string) (*ssh.Session, error) {
    var (
        auth         []ssh.AuthMethod
        addr         string
        clientConfig *ssh.ClientConfig
        client       *ssh.Client
        config       ssh.Config
        session      *ssh.Session
        err          error
    )
    // get auth method
    auth = make([]ssh.AuthMethod, 0)
    if key == "" {
        auth = append(auth, ssh.Password(password))
    } else {
        pemBytes, err := ioutil.ReadFile(key)
        if err != nil {
            return nil, err
        }

        var signer ssh.Signer
        if password == "" {
            signer, err = ssh.ParsePrivateKey(pemBytes)
        } else {
            signer, err = ssh.ParsePrivateKeyWithPassphrase(pemBytes, []byte(password))
        }
        if err != nil {
            return nil, err
        }
        auth = append(auth, ssh.PublicKeys(signer))
    }

    if len(cipherList) == 0 {
        config = ssh.Config{
            Ciphers: []string{"aes128-ctr", "aes192-ctr", "aes256-ctr", "aes128-gcm@openssh.com", "arcfour256", "arcfour128", "aes128-cbc", "3des-cbc", "aes192-cbc", "aes256-cbc"},
        }
    } else {
        config = ssh.Config{
            Ciphers: cipherList,
        }
    }

    clientConfig = &ssh.ClientConfig{
        User:    user,
        Auth:    auth,
        Timeout: 30 * time.Second,
        Config:  config,
        HostKeyCallback: func(hostname string, remote net.Addr, key ssh.PublicKey) error {
            return nil
        },
    }

    // connet to ssh
    addr = fmt.Sprintf("%s:%d", host, port)

    if client, err = ssh.Dial("tcp", addr, clientConfig); err != nil {
        return nil, err
    }

    // create session
    if session, err = client.NewSession(); err != nil {
        return nil, err
    }

    modes := ssh.TerminalModes{
        ssh.ECHO:          0,     // disable echoing
        ssh.TTY_OP_ISPEED: 14400, // input speed = 14.4kbaud
        ssh.TTY_OP_OSPEED: 14400, // output speed = 14.4kbaud
    }

    if err := session.RequestPty("xterm", 80, 40, modes); err != nil {
        return nil, err
    }

    return session, nil
}

ssh.AuthMethod 里存放了 ssh 的认证方式。使用密码认证的话，就用 ssh.Password()来加载密码。使用密钥认证的话，就用 ssh.ParsePrivateKey() 或 ssh.ParsePrivateKeyWithPassphrase() 读取密钥，然后通过 ssh.PublicKeys() 加载进去。

ssh.config 这个 struct 存了 ssh 的配置参数，他有以下几个配置选项，以下引用自GoDoc 。

type Config struct {
    // Rand provides the source of entropy for cryptographic
    // primitives. If Rand is nil, the cryptographic random reader
    // in package crypto/rand will be used.
    // 加密时用的种子。默认就好
    Rand io.Reader

    // The maximum number of bytes sent or received after which a
    // new key is negotiated. It must be at least 256. If
    // unspecified, a size suitable for the chosen cipher is used.
    // 密钥协商后的最大传输字节，默认就好
    RekeyThreshold uint64

    // The allowed key exchanges algorithms. If unspecified then a
    // default set of algorithms is used.
    // 
    KeyExchanges []string

    // The allowed cipher algorithms. If unspecified then a sensible
    // default is used.
    // 连接所允许的加密算法
    Ciphers []string

    // The allowed MAC algorithms. If unspecified then a sensible default
    // is used.
    // 连接允许的 MAC (Message Authentication Code 消息摘要)算法，默认就好
    MACs []string
}

基本上默认的就好啦。但是 Ciphers 需要修改下，默认配置下 Go 的 SSH 包提供的 Ciphers 包含以下加密方式

aes128-ctr aes192-ctr aes256-ctr aes128-gcm@openssh.com arcfour256 arcfour128

连 linux 通常没有问题，但是很多交换机其实默认只提供 aes128-cbc 3des-cbc aes192-cbc aes256-cbc 这些。因此我们还是加全一点比较好。

这里有两个地方要提一下

在 clientConfig 里有这么一段

HostKeyCallback: func(hostname string, remote net.Addr, key ssh.PublicKey) error {
    return nil
},

这是因为默认密钥不受信任时，Go 的 ssh 包会在 HostKeyCallback 里把连接干掉（1.8 之后加的应该）。但是我们使用用户名密码连接的时候，这个太正常了不是么，所以让他 return nil 就好了。

在 NewSession() 后，我们定义了 modes 和 RequestPty。这是因为为之后使用 session.Shell() 模拟终端时，所建立的终端参数。如果不配的话，默认值可能导致在某些终端上执行失败。例如一些 H3C 的交换机，连接建立后默认推出来的 Copyright 可能会导致 ssh 连接异常，然后超时或者直接断掉。例如这样：

******************************************************************************
* Copyright (c) 2004-2016 Hangzhou H3C Tech. Co., Ltd. All rights reserved.  *
* Without the owner's prior written consent,                                 *
* no decompiling or reverse-engineering shall be allowed.                    *
******************************************************************************

配置的参数照搬 GoDoc 上的示例就好了：

// Set up terminal modes
modes := ssh.TerminalModes{
    ssh.ECHO:          0,     // disable echoing
    ssh.TTY_OP_ISPEED: 14400, // input speed = 14.4kbaud
    ssh.TTY_OP_OSPEED: 14400, // output speed = 14.4kbaud
}
// Request pseudo terminal
if err := session.RequestPty("xterm", 40, 80, modes); err != nil {
    log.Fatal("request for pseudo terminal failed: ", err)
}

执行命令

建立起 session 后，执行命令就很简单了，用 session.Run() 就可以执行我们的命令，结果则返回到 session.Studout 里。我们跑个简单的测试。

const (
    username = "admin"
    password = "password"
    ip       = "192.168.15.101"
    port     = 22
    cmd      = "show clock"
)

func Test_SSH_run(t *testing.T) {
    ciphers := []string{}
    session, err := connect(username, password, ip, port, ciphers)
    if err != nil {
        t.Error(err)
        return
    }
    defer session.Close()
    var stdoutBuf bytes.Buffer
    session.Stdout = &stdoutBuf
    session.Run(cmd)
    t.Log(session.Stdout)
    return
}

目标是一台交换机，测试一下

=== RUN   Test_SSH_run
--- PASS: Test_SSH_run (0.69s)
    ssh_test.go:30: 07:55:52.598 UTC Wed Jan 17 2018
PASS

可以看到 show clock 的命令已经成功执行了，并返回了结果。

session.Run() 仅限定执行单条命令，要执行若干命令组合就需要用到 session.Shell() 了。意思很明确，就是模拟一个终端去一条一条执行命令，并返回结果。就像我们用 Shell 一样，我们把整过过程打印出来输出就好了。从 session.StdinPipe() 逐个输入命令，从session.Stdout 和 session.Stderr 获取 Shell 上的输出。一样来做个测试。

const (
    username = "admin"
    password = "password"
    ip       = "192.168.15.101"
    port     = 22
    cmds     = "show clock;show env power;exit"
)
func Test_SSH(t *testing.T) {
    var cipherList []string
    session, err := connect(username, password, ip, key, port, cipherList)
    if err != nil {
        t.Error(err)
        return
    }
    defer session.Close()

    cmdlist := strings.Split(cmd, ";")
    stdinBuf, err := session.StdinPipe()
    if err != nil {
        t.Error(err)
        return
    }

    var outbt, errbt bytes.Buffer
    session.Stdout = &outbt

    session.Stderr = &errbt
    err = session.Shell()
    if err != nil {
        t.Error(err)
        return
    }
    for _, c := range cmdlist {
        c = c + "\n"
        stdinBuf.Write([]byte(c))

    }
    session.Wait()
    t.Log((outbt.String() + errbt.String()))
    return
}

还是那台交换机，测试一下

=== RUN   Test_SSH
--- PASS: Test_SSH (0.69s)
    ssh_test.go:51: sw-1#show clock
        07:59:52.598 UTC Wed Jan 17 2018
        sw-1#show env power
        SW  PID                 Serial#     Status           Sys Pwr  PoE Pwr  Watts
        --  ------------------  ----------  ---------------  -------  -------  -----
         1  Built-in                                         Good
        
        sw-1#exit
PASS

可以看到，两个命令都得到执行了，并在执行完 exit 后退出连接。

比较一下和 session.Run() 的区别，可以发现在 session.Shell() 模式下，输出的内容包含了主机的名字，输入的命令等等。因为这是 tty 执行的结果嘛。如果我们只需要执行命令倒也无所谓，但是如果我们还需要从执行命令的结果中读取一些信息，这些内容就显得有些臃肿了。比如我们在一台 ubuntu 上跑一下看看

=== RUN   Test_SSH
--- PASS: Test_SSH (0.98s)
        ssh_test.go:50: Welcome to Ubuntu 16.04.3 LTS (GNU/Linux 4.4.0-98-generic x86_64)

                 * Documentation:  https://help.ubuntu.com
                 * Management:     https://landscape.canonical.com
                 * Support:        https://ubuntu.com/advantage

                  System information as of Thu Jan 18 16:34:56 CST 2018

                  System load:  0.0                Processes:              335
                  Usage of /:   10.0% of 90.18GB   Users logged in:        0
                  Memory usage: 2%                 IP address for eth0:    192.168.80.131
                  Swap usage:   0%                 IP address for docker0: 172.17.0.1

                  Graph this data and manage this system at:
                    https://landscape.canonical.com/

                16 个可升级软件包。
                16 个安全更新。

                New release '17.10' available.
                Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it.

                You have new mail.
                Last login: Thu Jan 18 16:31:41 2018 from 192.168.95.104
                root@ubuntu-docker-node3:~# root@ubuntu-docker-node3:/opt# /opt
                root@ubuntu-docker-node3:/opt# 注销

最起码，上面那一堆 System information 就用不着嘛。交换机是没有办法，Linux 上能不能通过一条命令，也就是想办法 session.Run() 来执行命令组合呢？

答案是可以的，把命令通过 && 连接起来就好了嘛。LInux 的 Shell 会帮我们拆开来分别运行的，比如上面的这个命令我们就可以合并成一条命令 cd /opt&&pwd&&exit

=== RUN   Test_SSH_run
--- PASS: Test_SSH_run (0.91s)
    ssh_test.go:76: /opt

立马就简洁了对不对？

轮子

ssh 执行命令这样就差不多了。要变成一个可以用 ssh 批量操作工具，我们还要给他加上并发执行，并发限制，超时控制，输入参数解析，输出格式等等

这里就不展开了，最终这个造出来的轮子长这样：https://github.com/shanghai-edu/multissh

可以直接命令行来执行，通过 ; 号或者 , 号作为命令和主机的分隔符。

# ./multissh -cmds "show clock" -hosts "192.168.31.21;192.168.15.102" -u admin -p password

也可以通过文本来存放主机组和命令组，通过换行符分隔。

# ./multissh -cmdfile cmd1.txt.example -hostfile host.txt.example -u admin -p password

特别的，如果输入的是 IP （-ips 或 -ipfile），那么允许 IP 地址段方式的输入，例如 192.168.15.101-192.168.15.110 。（还记得 swcollector 么，类似的实现方式）

# ./multissh -cmds "show clock" -ips "192.168.15.101-192.168.15.110" -u admin -p password

支持使用 ssh 密钥认证，此时如果输入 password ，则为作为 key 的密码

# ./multissh -hosts "192.168.80.131" -cmds "date;cd /opt;ls" -u root -k "server.key"

对于 linux ，支持 linuxMode 模式，也就是将命令组合通过 && 连接后，使用 se
ssion.Run() 运行。

# ./multissh -hosts "192.168.80.131" -cmds "date;cd /opt;ls" -u root -k "server.key" -l

也可以为每个主机定义不同的配置参数，以 json 格式加载配置。

# ./multissh -c ssh.json.example

输出可以打成 json 格式，方便程序处理。

# ./multissh -c ssh.json.example -j

也可以把输出结果存到以主机名命名的文本中，比如用来做配置备份

# ./multissh -c ssh.json.example -outTxt

参考文档

golang.org/x/crypto/ssh
golang-ssh-how-to-run-multiple-commands-on-the-same-session
golang-enter-ssh-sudo-password-on-prompt-or-exit

以上

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CC BY-SA

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JeffreyST:平时工作需要，偶然间发现了冯老师的这篇文章，感觉Go语言非常犀利，确实解决了很多痛点，很受启发；
看完这篇文章后算是入Go语言的坑了，初学Go语言参照着冯老师的multissh（非常感谢）一点一点啃代码，一点一点实现，扩展了一些新功能：
支持像Ansible一样定义一个主机仓库文件；
支持sftp文件上传下载、
支持输出日志文件、
支持格式化命令执行结果以表格或json格式展现，
控制台输出结果关键字添加颜色支持
地址：https://github.com/JeffreySE/ssgo
初学Go语言，非专业程序员，代码不够精简，难免有不足的地方欢迎指正
JeffreyST:@freedomkk_qfeng 我也有借鉴你的代码完全没问题
freedomkk_qfeng:特别特别棒。我准备之后把 multissh 的代码重构下，加点功能上去
我可以参考一下你的代码吗?
NoCodeNoBug:ansible 在linux跑的是shell脚本
cc637df0c3cb:冯老师写太棒了，这个太适合各种校园环境啦！

用 Go 写一个轻量级的 ssh 批量操作工具

前言

建立 ssh 会话

执行命令

轮子

参考文档

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