十六、Shell之expect自动化交互程
一、什么是Expect
Expect是一个用来实现自动交互功能的软件套件（Expect is a software suite for automating interactive tools，这是作者的定义），是基于TCL的脚本编程工具语言，方便学习，功能强大。
在现今的企业运维中，自动化运维已经成为运维的主流趋势，但是在很多情况下，执行系统命令或程序时，系统会以交互式的形式要求运维人员输入指定的字符串，之后才能继续执行命令。例如，为用户设置密码时，一般情况下就需要手工输入2次密码，如下：
[root@node1 ~]# passwd ywx Changing password for user ywx. New password: BAD PASSWORD: The password is shorter than 8 characters Retype new password: passwd: all authentication tokens updated successfully. [root@node1 ~]#
SSH远程第一次链接需要两次交互式输入
[root@node1 ~]# ssh 192.168.32.213 The authenticity of host '192.168.32.213 (192.168.32.213)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:ObDtb5FnND2UfusUNwcwuhGZJnTHpUNRrIcruOi1p7c. ECDSA key fingerprint is MD5:cc:ea:8a:39:a9:c3:10:af:a8:73:01:bf:41:c6:07:48. Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes Warning: Permanently added '192.168.32.213' (ECDSA) to the list of known hosts. root@192.168.32.213's password: Last login: Sun Sep 20 18:07:00 2020 from 192.168.32.102 [root@node3 ~]#
简单地说，Expect就是用来自动实现与交互式程序通信的，而无需管理员的手工干预。
以下是Expect的自动交互工作流程简单说明，依次执行如下操作： spawn启动指定进程→expect获取期待的关键字→send向指定进程发送指定字符→进程执行完毕，退出结束。
二、Expect的安装
[root@node1 ~]# rpm -qa expect [root@node1 ~]# yum install -y expect [root@node1 ~]# rpm -qa expect expect-5.45-14.el7_1.x86_64 #expect常用命令: spawn 交互程序开始后面跟命令或者指定程序 expect 获取匹配信息匹配成功则执行expect后面的程序动作 send exp_send 用于发送指定的字符串信息 exp_continue 在expect中多次匹配就需要用到 send_user 用来打印输出 相当于shell中的echo exit 退出expect脚本 eof expect执行结束 退出 set 定义变量 puts 输出变量 set timeout 设置超时时间
实验环境 node1: 192.168.32.211 node2: 192.168.32.212 1、在node1使用expect实现自动修改ywx用户的密码 2、在node1上远程执行node2的uptime命令
#! /usr/bin/expect spawn passwd ywx expect { "New password:" { send "123456\r"; exp_continue } "Retype new password:" { send "123456\r" } } expect eof
[root@node1 scripts]# echo 654321|passwd --stdin ywx Changing password for user ywx. passwd: all authentication tokens updated successfully. [root@node1 scripts]# expect expect3.exp spawn passwd ywx Changing password for user ywx. New password: BAD PASSWORD: The password is shorter than 8 characters Retype new password: passwd: all authentication tokens updated successfully. [root@node1 scripts]#
1）不需要输入yes/or
#！/usr/bin/expect #<==脚本开头解析器，和Shell类似，表示程序使用Expect解析。 spawn ssh root@192.168.32.212 uptime #<==执行ssh命令（注意开头必须要有spawn，否则无法实现交互）。 expect "*password" #<==利用Expect获取执行上述ssh命令输出的字符串是否为期待的字符串*password，这里的*是通配符。 send "123456\n" #<==当获取到期待的字符串*password时，则发送123456密码给系统，\n为换行。 expect eof #<==处理完毕后结束Expect。
测试脚本
[root@node1 scripts]# expect expect1.exp #使用expect命令来执行expect脚本，相当于bash；或者./expect1.exp(需要x权限) spawn ssh root@192.168.32.212 uptime root@192.168.32.212's password: 19:25:08 up 27 days, 22:14, 0 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
2）输入yes/no
#! /usr/bin/expect spawn ssh root@192.168.32.212 uptime expect { "*yes/no" { send "yes\r"; exp_continue } "*password:" { send "123456\r" } } expect eof
[root@node1 scripts]# expect expect2.exp spawn ssh root@192.168.32.212 uptime The authenticity of host '192.168.32.212 (192.168.32.212)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:ObDtb5FnND2UfusUNwcwuhGZJnTHpUNRrIcruOi1p7c. ECDSA key fingerprint is MD5:cc:ea:8a:39:a9:c3:10:af:a8:73:01:bf:41:c6:07:48. Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes Warning: Permanently added '192.168.32.212' (ECDSA) to the list of known hosts. root@192.168.32.212's password: 21:04:30 up 27 days, 23:53, 0 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05
1）在Expect自动交互程序执行的过程中，spawn命令是一开始就需要使用的命令，通过spawn执行一个命令或程序，之后所有的Expect操作都会在这个执行过的命令或程序进程中进行，包括自动交互功能，因此如果没有spawn命令，Expect程序将会无法实现自动交互。 2）在Expect自动交互程序的执行过程中，当使用spawn命令执行一个命令或程序之后，会提示某些交互式信息，expect命令的作用就是获取spawn命令执行后的信息，看看是否和其事先指定的相匹配，一旦匹配上指定的内容就执行expect后面的动作，expect命令也有一些选项，相对用得较多的是-re，表示使用正则表达式的方式来匹配。
#！/usr/bin/expect #<==脚本解释器。 spawn ssh root@192.168.32.212 uptime #<==开启expect自动交互式，执行ssh命令。 expect "*password" {send "123456\n"} #<==如果ssh命令输出匹配*password，就发送123456给系统。 expect eof #<==要想输出结果，还必须加eof，表示expect结束。
#！/usr/bin/expect spawn ssh root@192.168.33.130 uptime expect "*password：" send "123456\n" expect eof
3、多次匹配不同的字符串
expect命令还有一种高级用法，即它可以在一个expect匹配中多次匹配不同的字符串，并给出不同的处理动作，此时只需要将匹配的所有字符串放在一个{}（大括号）中就可以了，当然还要借助exp_continue指令实现继续匹配。
#! /usr/bin/expect spawn ssh root@192.168.32.212 uptime expect { "*yes/no" { send "yes\r"; exp_continue } "*password:" { send "123456\r" } } expect eof #注意： 1）exp_send和send类似，后面的\r（回车）和前文的\n（换行）类似。 2）expect{}，类似多行expect。 3）匹配多个字符串，需要在每次匹配并执行动作后，加上exp_continue，最后一个匹配的字符串除外。
[root@node1 scripts]# cat test.sh #<==这里是Shell脚本！ #！/bin/sh read -p 'Please input your username：' name read -p 'Please input your password：' pass read -p 'Please input your email：' mail echo -n "your name is $name," echo -n "your password is $pass," echo "your email is $mail."
执行结果如下：
[root@node1 scripts]# sh test.sh Please input your username：ywx #<==提示输入，只能手动输入对应字符串。 Please input your password：123456 #<==提示输入，只能手动输入对应字符串。 Please input your email：441520481@qq.com #<==提示输入，只能手动输入对应字符串。 your name is ywx,your password is 123456,your email is 441520481@qq.com.
#！/usr/bin/expect spawn /bin/sh /script/test.sh #<==执行上述Shell脚本，注意这里使用的是相对路径。 expect { "username" {exp_send "ywx\r";exp_continue} #<==若获取到的是username信息，则自动输入oldboy。 "*pass*" {send "123456\r";exp_continue} #<==若获取到的是*pass*信息，则自动输入123456。 "*mail*" {exp_send "441520481@qq.com\r"} #<==若获取到的是*mail*信息，则自动输入邮件地址。 } expect eof
执行结果如下：
[root@oldboy script]# expect expect4.exp #<==回车后，无任何人工交互，直接输出结果。 spawn /bin/sh /script/test.sh Please input your username：ywx #<==自动输入需要的字符串。 Please input your password：123456 #<==自动输入需要的字符串。 Please input your email：441520481@qq.com #<==自动输入需要的字符串。 your name is ywx,your password is 123456,your email is 441520481@qq.com
在上面的案例中，我们已经看到了exp_send和send命令的使用方法，这两个命令是Expect中的动作命令，用法类似，即在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。
#！/usr/bin/expect spawn /bin/sh /script/test.sh #<==执行上述Shell脚本，注意这里使用的是相对路径。 expect { "username" {exp_send "ywx\r";exp_continue} #<==若获取到的是username信息，则自动输入oldboy。 "*pass*" {send "123456\r";exp_continue} #<==若获取到的是*pass*信息，则自动输入123456。 "*mail*" {exp_send "441520481@qq.com\r"} #<==若获取到的是*mail*信息，则自动输入邮件地址。 } expect eof
·-i：指定spawn_id，用来向不同的spawn_id进程发送命令，是进行多程序控制的参数。
·-s：s代表slowly，即控制发送的速度，使用的时候要与expect中的变量send_slow相关联。
6、exp_continue命令
前面使用过这个exp_continue命令，它一般处于expect命令中，属于一种动作命令，一般用在匹配多次字符串的动作中，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。
#！/usr/bin/expect spawn /bin/sh /script/test.sh #<==执行上述Shell脚本，注意这里使用的是相对路径。 expect { "username" {exp_send "ywx\r";exp_continue} #<==若获取到的是username信息，则自动输入oldboy。 "*pass*" {send "123456\r";exp_continue} #<==若获取到的是*pass*信息，则自动输入123456。 "*mail*" {exp_send "441520481@qq.com\r"} #<==若获取到的是*mail*信息，则自动输入邮件地址。 } expect eof
7、send_user命令
#！/usr/bin/expect send_user "I am ywx.\n" #<==\n表示换行。 send_user "I am a linuxer,\t" #<==\t表示Tab键。 send_user "My blog is http://kingseal.top\n"
[root@node1 scripts]# expect expect4.exp
I am ywx.
I am a linuxer, My blog is http://kingseal.top
exit命令的功能类似于Shell中的exit，即直接退出Expect脚本，除了最基本的退出脚本功能之外，还可以利用这个命令对脚本做一些关闭前的清理和提示等工作。
#！/usr/bin/expect send_user "I am ywx.\n" #<==\n表示换行。 send_user "I am a linuxer,\t" #<==\t表示Tab键。 send_user "My blog is http://kingseal.top\n" exit -onexit { send_user "Good bye.\n" }
[root@node1 scripts]# expect expect5.exp I am ywx. I am a linuxer, My blog is http://kingseal.top Good bye.
六、Expect程序变量
1、Expect程序变脸定义
定义变量的基本语法如下：
set 变量名 变量值
puts $变量名
send_user $变量名
案例
#！/usr/bin/expect set PWD "123456" puts $PWD send_user "$PWD\n"
测试脚本
[root@node1 scripts]# expect expect6.exp 123456 123456
在Expect里也有与Shell脚本里的、1、$#等类似的特殊参数变量，用于接收及控制Expect脚本传参。
1、在Expect中$argv表示参数数组，可以使用[lindex$argv n]接收Expect脚本传参，n从0开始，分别表示第一个[lindex$argv 0]参数、第二个[lindex$argv 1]参数、第三个[lindex$argv 2]参数…… 2、Expect接收参数的方式和bash脚本的方式有些区别，bash是通过$0……$n这种方式来接收的，而Expect是通过set<变量名称>[lindex$argv<param index>]来接收的。 3、除了基本的位置参数外，Expect也支持其他的特殊参数，例如：$argc表示传参的个数，$argv0表示脚本的名字。
案例
#！/usr/bin/expect #define var set file [lindex $argv 0] #<==相当于Shell里脚本传参的$1。 set host [lindex $argv 1] #<==相当于Shell里脚本传参的$2。 set dir [lindex $argv 2] #<==相当于Shell里脚本传参的$3。 send_user "$file\t$host\t$dir\n" puts "$file\t$host\t$dir\n"
[root@node1 scripts]# expect expect7.exp /etc/hosts 192.168.32.211 /tmp /etc/hosts 192.168.32.211 /tmp /etc/hosts 192.168.32.211 /tmp
针对Expect脚本传参的个数及脚本名参数
#！/usr/bin/expect set file [lindex $argv 0] set host [lindex $argv 1] set dir [lindex $argv 2] puts "$file\t$host\t$dir" puts $argc #参数个数等于bash中的$# puts $argv0 #等于bash中的$0
测试脚本
[root@node1 scripts]# expect expect8.exp /etc/hosts 192.168.32.211 /tmp /etc/hosts 192.168.32.211 /tmp 3 expect8.exp
七、Expect程序中的if条件语句
1、Expect程序中if条件语句的基本语法
if {条件表达式} { 指令 } 或 if {条件表达式} { 指令 } else { 指令 } #说明：if关键字后面要有空格，else关键字前后都要有空格，{条件表达式}大括号里面靠近大括号处可以没有空格，将指令括起来的起始大括号“{”前要有空格。
1、使用if语句判断脚本传参的个数，如果不符则给予提示。
#！/usr/bin/expect if { $argc！= 3 } { #<==$argc为传参的个数，相当于Shell里的$#。 send_user "usage：expect $argv0 file host dir\n" #<==给予提示，$argv0代表脚本的名字。 exit #<==退出脚本。 } #define var set file [lindex $argv 0] set host [lindex $argv 1] set dir [lindex $argv 2] puts "$file\t$host\t$dir"
测试
[root@node1 scripts]# expect expect9.exp usage：expect expect9.exp file host dir #<==expect9.exp就是$argv0输出的结果。 [root@node1 scripts]# expect expect9.exp /etc/hosts 192.168.32.212 /home/ywx #<==传三个参数。 /etc/hosts 192.168.32.212 /home/ywx #<==这是脚本后面的三个参数。
#！/usr/bin/expect if {$argc！= 26} { puts "bad." } else { puts "good." }
测试脚本
[root@node1 scripts]# expect expect10.exp
bad.
[root@node1 scripts]# expect expect10.exp {a..z}
good.
1、eof关键字
eof（end-of-file）关键字用于匹配结束符，前面已经使用过eof这个关键字了
#！/usr/bin/expect spawn /bin/sh /script/test.sh #<==执行上述Shell脚本，注意这里使用的是相对路径。 expect { "username" {exp_send "ywx\r";exp_continue} #<==若获取到的是username信息，则自动输入oldboy。 "*pass*" {send "123456\r";exp_continue} #<==若获取到的是*pass*信息，则自动输入123456。 "*mail*" {exp_send "441520481@qq.com\r"} #<==若获取到的是*mail*信息，则自动输入邮件地址。 } expect eof
timeout是Expect中的一个控制时间的关键字变量，它是一个全局性的时间控制开关，可以通过为这个变量赋值来规定整个Expect操作的时间，注意这个变量是服务于Expect全局的，而不是某一条命令，即使命令没有任何错误，到了时间仍然会激活这个变量，此外，到时间后还会激活一个处理及提示信息开关。
#！/usr/bin/expect spawn ssh root@192.168.32.212 uptime set timeout 30 #<==设置30秒超时。 expect "yes/no" {exp_send "yes\r";exp_continue} expect timeout {puts "Request timeout by ywx.";return} #<==当到达30秒后就超时，打印指定输出后退出。
测试脚本
[root@node1 scripts]# expect expect11_.exp spawn ssh root@192.168.32.212 uptime root@192.168.32.212's password：Request timeout by ywx.
在expect{}的用法中，还可以使用下面的timeout语法：
#！/usr/bin/expect spawn ssh root@192.168.32.212 uptime expect { -timeout 3 "yes/no" {exp_send "yes\r";exp_continue} timeout {puts "Request timeout by ywx.";return} }
[root@node1 scripts]# expect expect12.exp spawn ssh root@192.168.32.212 uptime root@192.168.32.212's password：Request timeout by ywx.
九、企业生产场景下的Expect案例
1、开发Expect脚本实现自动交互式批量执行命令。
#！/usr/bin/expect if { $argc！= 2 } { puts "usage：expect $argv0 ip command" exit } #define var set ip [lindex $argv 0] set cmd [lindex $argv 1] set password "123456" # spawn ssh root@$ip $cmd expect { "yes/no" {send "yes\r";exp_continue} "*password" {send "$password\r"} } expect eof
测试脚本
[root@node1 scripts]# expect expect13.exp 192.168.32.212 uptime spawn ssh root@192.168.32.212 uptime root@192.168.32.212's password： 14：20：53 up 16：26, 2 users, load average：0.07, 0.03, 0.01 [root@node1 scripts]# expect expect13.exp 192.168.32.212 "free -m" spawn ssh root@192.168.32.212 free -m root@192.168.32.212's password： total used free shared buffers cached Mem： 981 492 488 0 42 293 -/+ buffers/cache： 156 824 Swap： 767 0 767
#！/bin/sh if [ $# -ne 1 ] then echo "USAGE：$0 cmd" exit 1 fi cmd=$1 for n in 128 129 130 do expect /script/expect13.exp 192.168.32.$n "$cmd" #<==带双引号接收带参数的命令。 done
expect13.exp
#！/usr/bin/expect if { $argc！= 2 } { puts "usage：expect $argv0 ip command" exit } #define var set ip [lindex $argv 0] set cmd [lindex $argv 1] set password "123456" # spawn ssh root@$ip $cmd expect { "yes/no" {send "yes\r";exp_continue} "*password" {send "$password\r"} } expect eof
3、开发Expect脚本以实现自动交互式批量发送文件或目录。
1）实现Expect自动交互的脚本：
[root@node1 scripts]# cat 18_13_1.exp #！/usr/bin/expect if { $argc！= 3 } { puts "usage：expect $argv0 file host dir" exit } #define var set file [lindex $argv 0] set host [lindex $argv 1] set dir [lindex $argv 2] set password "123456" spawn scp -P22 -rp $file root@$host：$dir expect { "yes/no" {send "yes\r";exp_continue} "*password" {send "$password\r"} } expect eof
2）利用Shell循环执行Expect脚本命令
[root@node1 scripts]# cat 18_13_2.sh #！/bin/sh if [ $# -ne 2 ] then echo $"USAGE：$0 file dir" exit 1 fi file=$1 dir=$2 for n in 128 129 130 do expect 18_13_1.exp $file 192.168.32.$n $dir done
I have a dream so I study hard!!!
