Django实现WebSSH操作物理机或虚拟机

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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()
复制代码

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)
复制代码

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
复制代码

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())
            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):
            self.websocket.close()
            self.ssh_channel.close()
        except BaseException as e:
    def _ws_to_ssh(self, data):
            self.ssh_channel.send(data)
        except OSError as e:
            self.close()
    def _ssh_to_ws(self):
            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', ''))
复制代码

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)
复制代码

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', ''))
复制代码

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),
复制代码

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)
复制代码

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