Linux Shell 自动交互功能

2022-08-06

需求背景:

  近日,在安装某软件过程,发现在安装过程需要输入一些信息才能继续下一步操作,在机器数量较少情况下,我们可以单台登录上去完成安装操作,但当机器数量超过一定时,如果再手动登录操作,就会产生大量重复性操作,既不能带来有效学习能力提升,同时也会极大产生不确定性,引发工作效率下降,那么如何自动化完成某些操作呢,尤其是带有交互功能的步骤呢,例如需要输入账号密码?

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1. EOF 多文本输入

需求案例 1

  新交付了一批机器,每台机器只分配了一块落盘 ,现在根据需求对该盘进行分区并实现挂载,如何实现?

需求分析:

对于一个盘,实现分区挂载到不同目录,通常思路有两条:

方法一: 将整块盘作为一个PV ,整合成VG卷,再根据划分不同LV卷大小分给不同目录

方法二: 通过fdisk 将盘直接分割成对应需求的大小,再对磁盘初始化,完成挂载

方案解决

这里我们为了演示交互功能,选择方法二,实现脚本如下:

#!/bin/bash
fdisk /dev/sdb <<EOF
n
p
1
wq
EOF
 
 mkfs.xfs /dev/sdb1 &&  mkdir -p /data && mount /dev/sdb1 /data
echo '/dev/sdb1 /data xfs defaults 0 2' >> /etc/fstab

 分析上述脚本,我们发现使用了 一个关键字 EOF

EOF是END Of File的缩写,表示自定义终止符.既然自定义,那么EOF就不是固定的,可以随意设置别名,在linux按ctrl-d就代表EOF.
EOF一般会配合cat能够多行文本输出.
其用法如下:
<<EOF        //开始

....                //需要输入的内容

EOF            //结束

例如使用 cat、<<、EOF>以交互方式编写bash脚本,如下所示。

cat << EOF > script.sh
#!/bin/bash

printf "Hello\n"
printf "Wordl!\n"
EOF

合理 利用这三个,即可以完成对应多文本交互输入,例如修改用户密码,正常情况下,需要连续输入两次密码,两次密码一致才能修改成功,如下:

上面我们学会了EOF 这个关键字,那么我们试试通过它来修改密码。脚本如下:

#!/bin/bash

cat << EOF| passwd 
新密码
新密码,与上述需一致
EOF

# or 不使用管道符

passwd << EOF
新密码
新密码,与上述需一致
EOF

实战结果,成功修改密码:

2. Expect  自动交互

需求案例 2

  新交付了一批机器,需要给每台机器分发文件,如何实现?

需求分析:

   远程拷贝文件常用密令是scp 或者 rsync ,但是在给每台机器传输时需要若输入密码,有的机器可能还需要输入YES,录入机器指纹信息,如下:

Expect  是在tcl基础上的一个自动化交互套件, 在一些需要交互输入指令的场景下, 可通过脚本设置自动进行交互通信. 其交互流程主要有以下5步:

0 定义变量

1 spawn启动指定脚本或命令

2  expect匹配结果关键词

3  send针对指定关键词发送指定指令

4  执行完成, 退出

但可惜的是os默认没有安装,因此需要先安装才能使用

Expect is a tcl application for automating and testing  interactive applications such as telnet, ftp, passwd, fsck, rlogin, tip, etc. Expect makes it easy for a script to control another program and interact with it.

方案解决:

  1. 先检查本机是否安装了expect ,如果没有安装,需要手动安装

# 检查是否安装了expect:
[root@localhost ~]# rpm -qi expect
Name        : expect
Version     : 5.45
Release     : 14.el7_1
Architecture: x86_64
Install Date: Fri 05 Aug 2022 07:26:04 AM CST
Group       : Development/Languages
....

# 如果没有安装, 使用yum安装expect ,通常会顺带把依赖包tcl 也安装了:
[root@localhost ~]# yum install -y expect  # -y  其实也是安装过程中一个交互,发现没,只是作为参数传入了
[root@localhost ~]# yum install -y tcl  # 如果上述命令提示已安装tcl了,此步可以忽略

# 查看expect的安装路径:
[root@localhost ~]#  which expect
/usr/bin/expect

 2 .对应功能脚本开发,本案例脚本参考如下:

[root@test01 ~]# cat scp.exp
#! /usr/bin/expect
set file [lindex $argv 0]
set file2 [lindex $argv 1]
spawn scp -rp $file $file2 root@192.168.31.89:/tmp
expect {
 "(yes/no)" {send "yes\r";exp_continue}
 "*password:*" {send "Password\r"}

}
expect eof
exit -onexit {
 send_user "bye \n"
}

3. 分析上述脚本,有几个点需要说明

#!/usr/bin/expect

脚本文件的第一行指明expect 安装位置,具体可以参考2 中命令查看,指明脚本解析器,和Shell类似,表示程序使用Expect解析,这里与一般bash 脚本不同,因此需要注意,通常我们会将expect脚本后缀修改成exp来和bash 脚本 sh区别

set 设置变量值

set file [lindex $argv 0] 将传入的第一个参数赋给file ,类似第二、三个参数[lindex $argv 1] [lindex $argv 2] 等,后续调用时使用 $file ,和shell 一样。特殊参数:

$argc表示传参的个数,$argv0表示脚本的名字

 spawn  表名要执行的脚本或程序命令,如ssh、scp等

格式: spawn [选项] [需要自动交互的命令或程序]

例如:spawn scp -rp $file $file2 root@192.168.31.89:/tmp #<==执行scp命令(注意开头必须要有spawn, 否则无法实现交互)

expect 

需和spawn 配合使用 ,表示匹配spawn指定的脚本或命令的输出结果,如果与expect后面的字符串匹配,就执行下面的send命令,表示对结果响应反馈

有时命令的输出提示信息有可能会变化,所以可以在expect中使用模糊匹配,比如*

注意:匹配的动作也可以放在下一行,这样就不需要使用{}(大括号)了

send

在expect命令匹配指定的字符串后,发送指定的字符串给系统,这些命令可以支持一些特殊转义符号,例如:\r表示回车、\n表示换行、\t表示制表符等

exp_continue

从命令的拼写就可以看出命令的作用,即让Expect程序继续匹配的意思,如果需要一次匹配多个字符串,那么不同的匹配之间就要加上exp_continue,否则expect将不会自动输入指定的字符串。最后一个的结尾就不需要加上exp_continue了,因为前面都已完成了,它是最后一个啦

exit

功能类似于Shell中的exit,即直接退出脚本,还可以利用这个命令对脚本做一些关闭前提示等工作

send_user

打印Expect脚本信息,类似Shell里的echo. 例如打印变量信息,验证数据传入是否正常

在掌握expect 基本使用方式后,我们写一个批量查看机器负载信息的小脚本,加强记忆

#! /usr/bin/expect
    set time 30
    set ip [lindex $argv 0]

    spawn ssh root@$ip uptime
    expect {
        "*yes/no" { send "yes\r"; exp_continue }
        "*password:" { send "$password\r" }
    }
    expect eof

实战结果:

 

  以上两种方式就是日常在Linux Shell 脚本常用来做自动化部署,解决脚本执行过程参数交互问题,尤其expect 配合一些shell脚本执行,十分便捷。除了以上使用方式,在企业生产中,我们还会用到ansible 脚本,ansible是新出现的自动化运维工具,基于Python开发,通过调用其模块,实现批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能,有兴趣的小伙伴可以试试学习下。