Linux Shell 自动交互功能

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和>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 [email protected]:/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 [email protected]:/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：

小试牛刀

在学习完以上两个方法，我们试着写一个脚本，结合上述两种方式，批量查看各机器目录挂载情况，并列举出来，参考脚本如下：

#!/bin/bash

ip="192.168.31.89"
username="root"
password="123456"
cmd=" df -PTh|grep ^/dev"
# 指定执行引擎
expect <<EOF
    set time 30
    spawn ssh $username@$ip  $cmd
    expect {
        "*yes/no" { send "yes\r"; exp_continue }
        "*password:" { send "$password\r" }
    }
    expect eof
EOF

  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。