18.12. 通过Telnet和SSH远程控制主机

学习大纲

  • telnetlib 模块。

  • subprocess 模块。

  • 使用fabric 模块执行SSH。

  • 使用paramiko 模块执行SSH。

  • 使用netmiko 模块执行SSH。

18.12.1. telnetlib模块

Telnet是一种允许用户与远程服务器通信的网络协议，它经常被网络管理员用来远程访问和管理设备。在终端中运行Telnet命令，并给出远程服务器的IP地址或主机名，即可访问远程设备。

Telnet基于TCP，默认端口号为23。首先请确保它已安装在我们的系统上，如果没有安装，运行以下命令进行安装

$ sudo apt-get install telnetd

Telnet连接远程设备或路由器之前，请确保已正确配置它们，如果没有，则可以在路由器终端中运行以下命令进行基本配置。

telnet_example.py

import telnetlib
import getpass
import sys


HOST_IP = "your host ip address"
host_user = input("Enter your telnet username: ")
password = getpass.getpass()
t = telnetlib.Telnet(HOST_IP)
t.read_until(b"Username:")
t.write(host_user.encode("ascii") + b"\n")
if password:
    t.read_until(b"Password:")
    t.write(password.encode("ascii") + b"\n")
t.write(b"enable\n")
t.write(b"enter_remote_device_password\n")          #远程设备的密码
t.write(b"conf t\n")
t.write(b"int loop 1\n")
t.write(b"ip add 10.1.1.1 255.255.255.255\n")
t.write(b"int loop 2\n")
t.write(b"ip add 20.2.2.2 255.255.255.255\n")
t.write(b"end\n")
t.write(b"exit\n")
print(t.read_all().decode("ascii") )

上面的示例程序使用telnetlib 模块访问和配置了Cisco路由器。首先从用户那里获取用户名和密码，以初始化与远程设备的Telnet连接。建立连接后，在远程设备上进行了进一步配置。远程登录后，用户将能够访问远程服务器或设备，但是这个Telnet协议有一个非常严重的缺点，即所有数据，包括用户名和密码都是以明文方式通过网络发送的，这会有安全风险。因此，现在我们很少使用Telnet，并且它被一个非常安全的协议Secure Shell所取代，简称SSH。

18.12.2. SSH

SSH是一种网络协议，用于远程访问，并管理一个或多个设备。SSH使用公钥加密来实现安全性。Telnet和SSH之间的重要区别在于SSH使用加密，这意味着通过网络传输的所有SSH数据都可以防止未经授权的实时拦截。

访问远程服务器或设备的用户需要安装SSH客户端。在终端中运行以下命令来安装SSH。

$ sudo apt install ssh

Python中的不同模块来执行SSH，这些模块分别是subprocess 、fabric 、Netmiko 和Paramiko

subprocess模块

Popen类用于创建和管理进程，使用此类可以让开发人员处理不太常见的情况，子程序将在新进程中被执行完成。在UNIX/Linux中执行子程序，该类会使用os.execvp() 函数。而在Windows中执行子程序，该类将使用CreateProcess() 函数。

我们来看一下subprocess.Popen() 的一些常用参数。

class subprocess.Popen(args, bufsize=0, executable=None,stdin=None,stdout=None, close_fds=False, shell=False, universal_newlines=False,
                       stderr=None, preexec_fn=None,cwd=None, env=None, startupinfo=None, creationflags=0)

各个参数如下所示。

  • args ：它可以是一系列程序参数或单个字符串。如果args 是一个序列，则args 中的第一项将作为程序被执行。如果args 是一个字符串，则会将args 作为序列传递。

  • bufsize ：如果bufsize 为0（默认情况下为0），则表示无缓冲。如果bufsize 为1，则表示行缓冲。如果bufsize 是任何其他正值，则使用给定大小的缓冲区。如果bufsize 是任何其他负值，则表示完全缓冲。

  • executable ：指定替换程序。

  • stdin 、stdout 和stderr ：这些参数分别定义标准输入、标准输出和标准错误。

  • close_fds ：在Linux中，如果close_fds 为True ，则程序在执行子进程之前将关闭除0、1和2之外的所有文件描述符。在Windows中，如果close_fds 为True ，则子进程将不继承句柄。

  • shell： 它表示是否使用Shell执行程序，默认为False 。如果shell 为True ，则会将args 作为字符串传递。在Linux中，如果shell 为True ，则Shell程序默认为/bin/sh 。如果args 是一个字符串，则该字符串指定要通过Shell执行的命令。

  • preexec_fn ：设置可调用对象，将在执行子进程之前调用。

  • env ：如果值不是None，则映射将为新进程定义环境变量。

  • universal_newlines ：如果值为True ，则stdout 和stderr 将以自动换行模式打开文本文件。

subprocess.Popen() 的示例程序。创建一个脚本，命名为ssh_using_sub.py.

import subprocess
import sys

HOST="your host username@host ip"
COMMAND= "ls"
ssh_obj = subprocess.Popen(["ssh", "%s" % HOST, COMMAND],shell=False,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)
result = ssh_obj.stdout.readlines()
if result == []:
    err = ssh_obj.stderr.readlines()
    print(sys.stderr, "ERROR: %s" % err)
else:
    print(result)

上面的示例程序首先导入了subprocess模块，然后声明了要建立SSH连接的远程设备地址，之后给出了一个通过远程设备执行的简单命令。完成这些设置后，这些信息将被传递给subprocess.Popen() 函数，此函数以该函数内定义的参数创建与远程设备的连接。建立SSH连接后，执行事先定义的命令并返回结果，最后在终端上输出执行SSH的结果。

使用fabric模块执行SSH

fabric是Python库中的一个模块，也是一个命令行工具。我们可以用它通过网络进行系统管理和应用程序部署，也可以通过SSH执行Shell命令。

要使用fabric模块，需要使用以下命令安装它。

$ pip3 install fabric3

创建一个脚本，命名为fabfile.py ，并写入以下代码。

from fabric.api import *

env.hosts=["host_name@host_ip"]
env.password='your password'

def dir():
    run('mkdir fabric')
    print('Directory named fabric has been created on your host network')
def diskspace():
    run('df')

运行脚本程序，如下所示。

student@ubuntu:~$ fab dir

上面的示例程序首先导入了fabric.api 模块，然后设置主机名和密码，用于与服务器建立连接。之后，设置了不同的SSH任务。接下来执行该程序，这里使用了fab 命令（fab dir ），而不是Python 3 fabfile.py 。最后会根据fabfile.py 脚本执行任务。在这个例子中，程序执行了dir 任务，它在远程设备上创建了一个名为fabric 的目录。我们也可以在Python文件中添加特定任务。其他任务也可以使用fabric模块的fab 命令执行。

使用paramiko模块执行SSH

paramiko 是一个实现了SSHv2协议的模块，用于与远程设备建立安全连接。同时，paramiko 也是一个关于SSH的纯Python接口。

在使用paramiko 之前，请确保已在系统上正确安装。如果未安装，我们可以在终端中运行以下命令来安装。

$ sudo pip3 install paramiko

paramiko 支持基于密码和基于密钥对的身份验证，以实现与服务器的安全连接。

创建一个脚本，命名为pmiko.py ，并写入以下代码。

import paramiko
import time


ip_address = "host_ip_address"
usr = "host_username"
pwd = "host_password"

c = paramiko.SSHClient()
c.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
c.connect(hostname=ip_address,username=usr,password=pwd)
print("SSH connection is successfully established with ", ip_address)
rc = c.invoke_shell()

for n in range (2,6):
    print("Creating VLAN " + str(n))
    rc.send("vlan database\n")
    rc.send("vlan " + str(n) +  "\n")
    rc.send("exit\n")
    time.sleep(0.5)
time.sleep(1)
output = rc.recv(65535)
print(output)
c.close

上面的示例程序首先导入了paramiko 模块，然后定义了连接远程设备所需的SSH凭据。提供凭据后，创建了一个paramiko.SSHclient() 的实例’c’，它是与远程设备建立连接并执行命令或操作的主要客户端，这里的SSHClient 对象允许我们使用connect() 函数建立远程连接。然后，设置了paramiko 连接策略，因为默认情况下，paramiko. SSHclient() 将SSH策略设置为拒绝状态，这表示在没有任何验证的情况下拒绝任何SSH连接。在这个程序中，我们通过使用AutoAddPolicy() 函数消除了SSH连接不上的可能性，该函数自动添加服务器的主机密钥而不显示提示。这里将此策略用于测试目的，但出于安全考虑，这在生产环境中不是一个好的选择。

建立SSH连接后，我们可以在远程设备上执行所需的任何配置或操作。在程序中，我们在远程设备上创建了一些VLAN。创建VLAN后，程序关闭了连接。

使用netmiko模块执行SSH

netmiko 模块是paramiko 的进阶版本，它是一个基于paramiko 的multi_vendor 模块。netmiko 简化了与远程设备的SSH连接，并对远程设备执行了特殊操作。在对远程设备或多层路由器进行SSH连接之前，请确保它们已正确配置，如果没有，则我们可以通过paramiko 中提到的命令进行基本配置。

现在我们来看一个示例程序。创建一个脚本，命名为nmiko.py

from netmiko import ConnectHandler


remote_device={
    'device_type': 'cisco_ios',
    'ip':  'your remote_device ip address',
    'username': 'username',
    'password': 'password',
}

remote_connection = ConnectHandler(**remote_device)
#net_connect.find_prompt()

for n in range (2,6):
    print("Creating VLAN " + str(n))
    commands = ['exit','vlan database','vlan ' + str(n), 'exit']
    output = remote_connection.send_config_set(commands)
    print(output)
    command = remote_connection.send_command('show vlan-switch brief')
    print(command)

运行脚本程序，如下所示。

student@ubuntu:~$ python3 nmiko.py

上面的示例程序使用netmiko 模块而不是paramiko 来执行SSH。首先从netmiko 模块中导入了ConnectHandler ，然后通过传入一个包含设备信息的字典来建立与远程网络设备的SSH连接。在程序中，这个字典是remote_device 。建立连接后，通过使用send_config_set()函数执行配置命令以创建多个VLAN。

18.12.3. 总结

我们学习了Telnet和SSH，还学习了不同的Python模块，如telnetlib 、subprocess 、fabric 、netmiko 和paramiko ，而且还使用它们执行Telnet和SSH。

SSH使用公钥加密来实现安全性，比Telnet更安全。