Django实现WebSSH操作物理机或虚拟机

2019 年 11 月 6 日
筆記

我想用它替换掉xshell、crt之类的工具

WebSSH操作物理机或虚拟机

Django实现WebSSH操作Kubernetes Pod文章发布后，有小伙伴说咖啡哥，我们现在还没有用上Kubernetes，但我想通过浏览器连接我们的物理机和虚拟机该怎么办？

这就比较简单了，既然我们已经实现了浏览器操作Kubernetes的Pod，那么想想操作Pod和物理机虚拟机有什么区别呢？

整个数据流是一点没变：用户打开浏览器–》浏览器发送websocket请求给Django建立长连接–》Django与要操作的服务器建立SSH通道，实时的将收到的用户数据发送给SSH后的主机，并将主机执行的结果数据返回给浏览器

唯一不一样的地方就是Django与要操作的服务器建立SSH通道的方式，在Kubernetes中是通过Kubernetes提供的API建立的Stream流，而操作物理机或者虚拟机的时候我们可以使用Paramiko模块来建立SSH长连接隧道，Paramiko模块建立SSH长连接通道的方法如下：

# 实例化SSHClient  ssh = paramiko.SSHClient()    # 当远程服务器没有本地主机的密钥时自动添加到本地，这样不用在建立连接的时候输入yes或no进行确认  ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())    # 连接SSH服务器，这里以账号密码的方式进行认证，也可以用key  ssh.connect(hostname=host, port=port, username=username, password=password, timeout=8)    # 打开ssh通道，建立长连接  transport = ssh.get_transport()  self.ssh_channel = transport.open_session()    # 获取ssh通道，并设置term和终端大小  self.ssh_channel.get_pty(term=term, width=cols, height=rows)    # 激活终端，这样就可以正常登陆了  self.ssh_channel.invoke_shell()

连接建立，可以通过如下方法给SSH通道发送数据

self.ssh_channel.send(data)

当然SSH返回的数据也可以通过如下方法持续的输出给Websocket

while not self.ssh_channel.exit_status_ready():      # SSH返回的数据需要转码为utf-8，否则json序列化会失败      data = self.ssh_channel.recv(1024).decode('utf-8','ignore')      if len(data) != 0:          message = {'flag': 'success', 'message': data}          self.websocket.send(json.dumps(message))      else:          break

有了这些信息，结合Django实现WebSSH操作Kubernetes Pod的文章，实现WebSSH浏览器操作物理机或者虚拟机就不算困难了，完整的Consumer代码如下：

import io  import json  import paramiko  from threading import Thread  from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer  from cmdb.backends.sshargs import args      class SSHBridge(object):      def __init__(self, websocket):          self.websocket = websocket        def connect(self, host, port, username, authtype, password=None, pkey=None, term='xterm', cols=80, rows=24):          ssh = paramiko.SSHClient()          ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())            try:              if authtype == 2:                  pkey = paramiko.RSAKey.from_private_key(io.StringIO(pkey))                  ssh.connect(username=username, hostname=host, port=port, pkey=pkey, timeout=8)              else:                  ssh.connect(hostname=host, port=port, username=username, password=password, timeout=8)          except Exception as e:              message = json.dumps({'flag': 'error', 'message': str(e)})              self.websocket.send(message)                return False            # 打开一个ssh通道并建立连接          transport = ssh.get_transport()          self.ssh_channel = transport.open_session()          self.ssh_channel.get_pty(term=term, width=cols, height=rows)          self.ssh_channel.invoke_shell()            # 连接建立一次，之后交互数据不会再进入该方法          for i in range(2):              recv = self.ssh_channel.recv(1024).decode('utf-8', 'ignore')              message = json.dumps({'flag': 'success', 'message': recv})              self.websocket.send(message)        def close(self):          try:              self.websocket.close()              self.ssh_channel.close()          except BaseException as e:              pass        def _ws_to_ssh(self, data):          try:              self.ssh_channel.send(data)          except OSError as e:              self.close()        def _ssh_to_ws(self):          try:              while not self.ssh_channel.exit_status_ready():                  data = self.ssh_channel.recv(1024).decode('utf-8', 'ignore')                  if len(data) != 0:                      message = {'flag': 'success', 'message': data}                      self.websocket.send(json.dumps(message))                  else:                      break          except Exception as e:              message = {'flag': 'error', 'message': str(e)}              self.websocket.send(json.dumps(message))                self.close()        def shell(self, data):          Thread(target=self._ws_to_ssh, args=(data,)).start()          Thread(target=self._ssh_to_ws).start()    class SSHConsumer(WebsocketConsumer):      def connect(self):          self.pk = self.scope['url_route']['kwargs'].get('id')          self.query = self.scope.get('query_string')          self.user = self.scope['user']            self.accept()            # ssh_connect_args为SSH连接需要的参数          ssh_connect_args = args(self.pk, self.user, self.query)            self.ssh = SSHBridge(websocket=self)          self.ssh.connect(**ssh_connect_args)        def disconnect(self, close_code):          self.ssh.close()        def receive(self, text_data=None):          text_data = json.loads(text_data)          self.ssh.shell(data=text_data.get('data', ''))

动态调整终端窗口大小

看了Kubernetes WebSSH终端窗口自适应Resize文章，小伙伴又说了，你这只能在连接建立时确定终端窗口的大小，如果我中途调整了浏览器的大小，显示就乱了，这该怎么办？

不要着急，接下来就让我们看看怎么让终端窗口随着浏览器大小的调整而改变，上边的文章中已经说过，终端窗口的大小需要浏览器和后端返回的Terminal大小保持一致，单单调整页面窗口大小或者后端返回的Terminal窗口大小都是不行的，那么从这两个方向来说明该如何动态调整窗口的大小

首先Paramiko模块建立的SSH通道可以通过resize_pty来动态改变返回Terminal窗口的大小，使用方法如下：

def resize_pty(self, cols, rows):      self.ssh_channel.resize_pty(width=cols, height=rows)

然后Django的Channels每次接收到前端发过来的数据时，判断一下窗口是否有变化，如果有变化则调用上边的方法动态改变Terminal输出窗口的大小

我在实现时会给传过来的数据加个flag，如果flag是resize，则调用resize_pty的方法动态调整窗口大小，否则就正常调用执行命令的方法，代码如下：

def receive(self, text_data=None):      text_data = json.loads(text_data)        if text_data.get('flag') == 'resize':          self.ssh.resize_pty(cols=text_data['cols'], rows=text_data['rows'])      else:          self.ssh.shell(data=text_data.get('data', ''))

后端都搞定了，那么来看看前端如何处理吧

首先有一个terminal_size的方法根据浏览器窗口大小除以每个字符所占用的大小计算出cols和rows的值，无论是xterm.js还是Paramiko都是根据这两个值来调整窗口大小的

function terminal_size() {      return {          cols: Math.floor($('#terminal').width() / 9),          rows: Math.floor($(window).height() / 17),      }  }

然后通过$(window).resize()来检测浏览器窗口的变化，一旦发生变化，则发送一个带resize标记的数据给Django，同时传递的数据还有新的cols和rows

// terminal resize  $(window).resize(function () {      let cols = terminal_size().cols;      let rows = terminal_size().rows;        send_data = JSON.stringify({          'flag': 'resize',          'cols': cols,          'rows': rows      });        socket.send(send_data);      term.resize(cols, rows)  })

最后通过term.resize来调整xterm渲染的窗口的大小

这样一个完整的动态调整窗口大小的方案就完成了

演示与源码

我写了个简单的Demo来实现上边的功能，Demo写完发现还挺好用，我就扩展了一下添加了内网的物理机和虚拟机，历史原因，有些是账号密码认证，有些是密钥认证，我都给兼容了一下，最终实现的效果如上图所示

项目里边要记录主机的密码，为了安全这个密码是通过RSA加密存放在数据库的，每次使用的时候进行解密，加解密的实现，可参考这篇文章 Django开发密码管理表实例【附源码】

最后，如果你对这个简单的小玩意感兴趣，想要自己实现，却遇到了一些问题，可以通过公众号后台加我微信获取源码