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Python3自動化運維之Fabric模版詳解

阿新 • • 發佈：2018-12-30

一、概要

  Fabric是基於Python(2.7,3.4+以上版本)實現的SSH命令列工具，簡化了SSH的應用程式部署及系統管理任務，它提供了系統基礎的操作元件，可以實現本地或遠端shell命令，包括命令執行、檔案上傳、下載及完整執行日誌輸出等功能。Fabric在paramiko的基礎上做了更高一層的封裝，操作起來會更加簡單。
Fabric官網地址為：http://www.fabfile.org/。

二、Fabric安裝

Mac os及CentOS 安裝

pip3 install fabric3

Ubuntu安裝

[email protected]virtual
 
-machine:~$ python --version
Python 3.6.5
[email protected]-virtual-machine:~$ pip3 install fabric3

詳細請參閱官方文件

三、官方提供了一個簡單的入門例項

#!/usr/bin/env python
from fabric.api import run

#定義一個任務函式，通過run方法實現遠端執行"uname -s"命令
def host_type():
    run('uname -s')

執行結果

[email protected]
 
virtual-machine:~/devops$ fab -H localhost host_type
[localhost] Executing task 'host_type'
[localhost] run: uname -s
[localhost] Login password for 'devops':
[localhost] out: Linux
[localhost] out:


Done.
Disconnecting from localhost... done.

其中，fab命令引用檔名fabfile.py,如果使用非預設檔名稱，則需要通過"-f"來指定，示例：

fab -H localhost -f host_type.py host_type

 如果目標主機未配置金鑰認證信任，將會提示輸入目標主機對應賬號登入密碼。

四、fab常用引數

fab作為Fabric程式的命令列入口，提供了豐富的引數呼叫，命令格式如下：

fab [options] <command>[:arg1,arg2-val2,host=foo,host='h1;h2'...]...

 常用引數介紹。更多引數可使用fab -help檢視。

  • -l：顯示定義好的任務函式名;
[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -l
Available commands:

    host_type
  • -f：指定fab入口檔案，預設入口檔名為fabfile.py;
  • -g：指定閘道器(中轉)裝置，比如堡壘機環境，填寫堡壘機IP即可；
  • -H：指定目標主機，多型主機用","號分隔；
  • -P：以非同步並行方式執行多主機任務，預設為序列執行；
  • -R：指定role(角色)，以角色名區分不同業務組裝置；
  • -t：設定裝置連線超時時間(秒)；
  • -T：設定遠端主機命令執行超時時間(秒)；
  • -w：當命令執行失敗，發出警告，而非預設中止任務。

直接使用命令列執行遠端操作，示例：

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -p 1234567 -H localhost -- 'uname -s'
[localhost] Executing task '<remainder>'
[localhost] run: uname -s
[localhost] out: Linux
[localhost] out:


Done.
Disconnecting from localhost... done.

五、fabfile的編寫

 fab命令好似結合我們編寫的fabfile.py(其它檔名必須新增-f filename應用)來搭配使用的，部分命令列引數可以通過相應的方法來替代，使之更加靈活，例如"-H 192.168.56.133,192.168.56.134",我們可以通過定義env.hosts來實現，如"env.hosts=['192.168.56.133,192.168.56.134']"。fabfile的主體由多個自定義的任務函式組成，不同任務實現不同的操作邏輯。

全域性屬性設定

env物件的作用是定義fabfile的全域性設定，支援多個屬性，包含目標主機、使用者名稱、密碼、等角色，各屬性說明如下：

  • evn.host：定義目標主機，可以用IP或主機名錶示，以Python的列表形式定義，如evn.hosts['192.168.56.133','192.168.56.134']。
  • env.exclude_hosts：排除指定主機，如env.exclude_hosts=['192.168.56.133']。
  • env.user：定義使用者名稱，如env.user="root"。
  • env.port：定義目標主機埠，預設為22，如env.port="22"。
  • env.password：定義密碼，如env.password='1234567'。
  • env.passwords：與password功能一樣，區別在於不同主機不同密碼的應用場景，需要注意的是，配置passwords是需配置使用者、主機、埠等資訊，如：
env.passwords = {
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567'
}
  • env.gateway：定義閘道器(中轉、堡壘機)IP，如env.gateway = '192.168.56.1'。
  • env.deploy_release_dir：自定義全域性變數，格式：env.+"變數名稱"，如env.deploy_release_dir、env.age、env.sex等。
  • env.roledefs：定義角色分組，比如web組與db組主機區分開來，定義如下：
env.roledefs = {
    'webservers':['192.168.56.131','192.168.56.132','192.168.56.133'],
    'dbserver':['192.168.56.134','192.168.56.135']
}

引用時使用Python修飾符的形式進行，角色修飾符下面的任務函式為其作用域，下面來看一個示例：

@roles('webservers')
def webtask():
    run('/etc/init.d/nginx start')


@roles('dbservers')
def dbtask():
    run('/etc/init.d/mysql start')


@roles('webservers','dbservers')
def pubclitasj():
    run('uptime')

def deploy():
    execute(webtask)
    execute(dbtask)
    execute(pubclitask)

在命令執行fab deploy就可以實現不同角色執行不同的任務函數了。

常用API

  Fabric提供了一組簡單但功能強大的fabric.api命令集，簡單地呼叫這些API就能完成大部分應用場景需求。Fabric常用方法及說明如下：

  • local：執行本地命令，如：local('uname -s');
  • lcd：切換本地目錄，如：lcd('/home')；
  • cd：切換遠端目錄，如：cd('/data/logs')；
  • run：執行遠端命令，如：run('free -m')；
  • sudo：sudo方式執行遠端命令，如：sudo('/etc/init.d/httpd start')；
  • put：上傳本地檔案到遠端主機，如：put('/home/user.info','/data/user.info');
  • prompt：獲得使用者輸入資訊，如：prompt('please input user password:')；
  • confirm：獲得提示資訊確認，如：confirm("Tests failed. Continue[Y/N]?")；
  • reboot：重啟遠端主機，如：reboot()；
  • @task：函式修飾符，標識的函式為fab可呼叫的，非標記對fab不可見，純業務邏輯；
  • runs_once：函式修復符，標識的函式只會執行一次，不受多臺主機影響。

六、示例一：檢視本地與遠端主機資訊

檢視本地資訊

本示例呼叫local()方法執行本地(主控端)命令，新增"@runs_once"修飾符保證該任務函式只執行一次。呼叫run()方法執行遠端命令。

[email protected]virtual-machine:~/devops$ pwd
/home/devops/devops
[email protected]-virtual-machine:~/devops$ cat simple1.py
#!/usr/bin/env python

from fabric.api import *


env.user = 'devops'
env.hosts = ['localhost']
env.password = '1234567'

@runs_once              #檢視本地系統資訊，當有多臺主機時只執行一次
def local_task():       #本地任務函式
    local("uname -a")

通過fab命令呼叫local_task任務函式執行結果如下：

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -f simple1.py local_task
[localhost] Executing task 'local_task'
[localhost] local: uname -a
Linux devops-virtual-machine 4.15.0-20-generic #21-Ubuntu SMP Tue Apr 24 06:16:15 UTC 2018 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

Done.

檢視遠端主機資訊

[email protected]virtual-machine:~/devops$ cat simple2.py
#!/usr/bin/env python

from fabric.api import *


env.user = 'root'
env.hosts = ['192.168.56.11']
env.password = '1234567'



def remote_task():
    with cd('/root'):        #"with"的作用是讓後面的表示式的語句繼承當前狀態，實現"cd /root/ && ls -l'的效果
        run('ls -l')

 呼叫remote_task任務函式執行結果如下：

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -f simple2.py remote_task
[192.168.56.11] Executing task 'remote_task'
[192.168.56.11] run: ls -l
[192.168.56.11] out: total 4
[192.168.56.11] out: -rw-------. 1 root root 1273 May 29 11:47 anaconda-ks.cfg
[192.168.56.11] out:


Done.
Disconnecting from 192.168.56.11... done.

七、示例二：動態獲取遠端目錄列表

本示例使用"@task'修復符標誌入口函式go()對外部可見，配合"@runs_once"修飾符接受使用者輸入，最後呼叫worktask()任務函式實現遠端命令執行。

[email protected]virtual-machine:~/devops$ cat simple3.py
#!/usr/bin/env python

from fabric.api import *

env.user = 'root'
env.hosts = ['192.168.56.11','192.168.56.12']
env.password = '1234567'


@runs_once           #主機遍歷過程中，只有第一臺觸發此函式
def input_raw():
    return prompt("Please input directory name:",default="/home")


def worktask(dirname):
    run("ls -l "+dirname)


@task           #限定只有go函式對fab命令可見
def go():
    getdirname = input_raw()
    worktask(getdirname)

該示例實現了一個動態輸入遠端目錄名稱，再獲取目錄列表的功能，由於我們只要求輸入一次，在顯示所有主機上該目錄的列表資訊，呼叫一個子函式input_raw()同時配置@runs_once修復符來達到此目的。

執行結果如下：

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -f simple3.py go
[192.168.56.11] Executing task 'go'
Please input directory name: [/home] /root
[192.168.56.11] run: ls -l /root
[192.168.56.11] out: total 4
[192.168.56.11] out: -rw-------. 1 root root 1273 May 29 11:47 anaconda-ks.cfg
[192.168.56.11] out:

[192.168.56.12] Executing task 'go'
[192.168.56.12] run: ls -l /root
[192.168.56.12] out: total 4
[192.168.56.12] out: -rw-------. 1 root root 1273 May 29 11:59 anaconda-ks.cfg
[192.168.56.12] out:


Done.
Disconnecting from 192.168.56.11... done.
Disconnecting from 192.168.56.12... done.

八、示例三：閘道器模式檔案上傳與執行

本示例通過Fabric的env物件定義閘道器模式，即俗稱的中轉、堡壘機環境。定義格式為"env.gateway='192.168.56.11'",其中IP“192.168.56.11”為堡壘機IP，再結合任務韓素實現目標主機檔案上傳與執行的操作。

[email protected]virtual-machine:/home/install$ cat /home/devops/devops/simple4.py
#!/usr/bin/env python

from fabric.api import *
from fabric.context_managers import *
from fabric.contrib.console import confirm


env.user = 'root'
env.gateway = '192.168.56.11'                           #定義堡壘機IP，作為檔案上傳、執行的中轉裝置
env.hosts = ['192.168.56.12','192.168.56.13']

env.passwords = {
    '[email protected]:22':'1234567',                  #堡壘機賬號資訊
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567'
}

l_pack_path = "/home/install/nginx-1.6.3.tar.gz"        #本地安裝包路徑
r_pack_path = "/tmp/install"                            #遠端安裝包路徑


@task
def put_task():
    run("mkdir -p /tmp/install")
    with settings(warn_only=True):
        result = put(l_pack_path,r_pack_path)          #上傳安裝包
    if result.failed and not confirm("put file failed, Continue[Y/N]?"):
        abort("Aborint file put task!")


@task
def run_task():                    #執行遠端命令，安裝nginx
    with cd(r_pack_path):
        run("tar -xvf nginx-1.6.3.tar.gz")
        with cd("nginx-1.6.3/"):                     #使用with繼續繼承/tmp/install目錄位置狀態
            run("./nginx_install.sh")

@task
def go():       #上傳、安裝
    put_task()
    run_task()

執行命令fab -f simple4.py go。執行結果如下：

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -f simple4.py go
[192.168.56.12] Executing task 'go'
[192.168.56.12] run: mkdir -p /tmp/install
[192.168.56.12] put: /home/install/nginx-1.6.3.tar.gz -> /tmp/install/nginx-1.6.3.tar.gz
[192.168.56.12] run: tar -xvf nginx-1.6.3.tar.gz
.....
.....
.....
[192.168.56.12] out: cp conf/nginx.conf '/usr/local/nginx/conf/nginx.conf.default'
[192.168.56.12] out: test -d '/usr/local/nginx/logs'         || mkdir -p '/usr/local/nginx/logs'
[192.168.56.12] out: test -d '/usr/local/nginx/logs' ||         mkdir -p '/usr/local/nginx/logs'
[192.168.56.12] out: test -d '/usr/local/nginx/html'         || cp -R html '/usr/local/nginx'
[192.168.56.12] out: test -d '/usr/local/nginx/logs' ||         mkdir -p '/usr/local/nginx/logs'
[192.168.56.12] out: make[1]: Leaving directory `/tmp/install/nginx-1.6.3'
[192.168.56.12] out: nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
[192.168.56.12] out: nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[192.168.56.12] out:

[192.168.56.13] Executing task 'go'
[192.168.56.13] run: mkdir -p /tmp/install
[192.168.56.13] put: /home/install/nginx-1.6.3.tar.gz -> /tmp/install/nginx-1.6.3.tar.gz
[192.168.56.13] run: tar -xvf nginx-1.6.3.tar.gz
....
....
....
[192.168.56.13] out: cp conf/nginx.conf '/usr/local/nginx/conf/nginx.conf.default'
[192.168.56.13] out: test -d '/usr/local/nginx/logs'         || mkdir -p '/usr/local/nginx/logs'
[192.168.56.13] out: test -d '/usr/local/nginx/logs' ||         mkdir -p '/usr/local/nginx/logs'
[192.168.56.13] out: test -d '/usr/local/nginx/html'         || cp -R html '/usr/local/nginx'
[192.168.56.13] out: test -d '/usr/local/nginx/logs' ||         mkdir -p '/usr/local/nginx/logs'
[192.168.56.13] out: make[1]: Leaving directory `/tmp/install/nginx-1.6.3'
[192.168.56.13] out: nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
[192.168.56.13] out: nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[192.168.56.13] out:


Done.
Disconnecting from 192.168.56.11... done.
Disconnecting from 192.168.56.12... done.
Disconnecting from 192.168.56.13... done.
執行結果,預設為序列執行

執行命令fab -Pf simple4.py go。執行結果如下：

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -Pf simple4.py go
[192.168.56.12] Executing task 'go'
[192.168.56.13] Executing task 'go'
[192.168.56.12] run: mkdir -p /tmp/install
[192.168.56.13] run: mkdir -p /tmp/install
[192.168.56.12] put: /home/install/nginx-1.6.3.tar.gz -> /tmp/install/nginx-1.6.3.tar.gz
[192.168.56.13] put: /home/install/nginx-1.6.3.tar.gz -> /tmp/install/nginx-1.6.3.tar.gz
[192.168.56.12] run: tar -xvf nginx-1.6.3.tar.gz
....
....
....
[192.168.56.12] out: nginx-1.6.3/html/index.html
[192.168.56.12] out: nginx-1.6.3/README
[192.168.56.12] out: nginx-1.6.3/nginx_install.sh
[192.168.56.12] out: nginx-1.6.3/configure
[192.168.56.12] out:

[192.168.56.12] run: ./nginx_install.sh
[192.168.56.13] run: tar -xvf nginx-1.6.3.tar.gz
[192.168.56.13] out: nginx-1.6.3/
[192.168.56.13] out: nginx-1.6.3/src/
....
....
....
[192.168.56.12] out: make[1]: Leaving directory `/tmp/install/nginx-1.6.3'
[192.168.56.12] out: nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
[192.168.56.12] out: nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[192.168.56.12] out:
....
....
...
[192.168.56.13] out: make[1]: Leaving directory `/tmp/install/nginx-1.6.3'
[192.168.56.13] out: nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
[192.168.56.13] out: nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[192.168.56.13] out:
加P引數該為非同步並行執行，執行結果

九、示例四：檔案打包、上傳與校驗

我們時常做一些檔案包分發的工作，實施步驟一般是先壓縮打包，在批量上傳至目標伺服器，最後做一致性校驗。本示例通過put()方法實現檔案的上傳，通過對比本地與遠端主機檔案的md5，最終實現檔案一致性校驗。

[email protected]virtual-machine:~/devops$ cat simple5.py
#!/usr/bin/env python

from fabric.api import *
from fabric.context_managers import *
from fabric.contrib.console import confirm

env.user = 'root'
env.hosts = ['192.168.56.12','192.168.56.13']
env.passwords = {
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567',
}


@runs_once
def tar_task():             #本地打包任務函式，只執行一次
    with lcd('/home/devops/devops'):
        local("tar -zcf devops.tar.gz  *")


@task
def put_task():                 #上傳檔案任務函式
    run("mkdir -p /root/devops")
    with cd("/root/devops"):
        with settings(warn_only=True):                  #put(上傳)出現異常時繼續執行，非終止
            result = put("/home/devops/devops/devops.tar.gz","/root/devops/devops.tar.gz")
        if result.failed and not confirm("put file failed.Continue[Y/N]?"):
            abort("Aborting file put task!")                        #出現異常時，確認使用者是否繼續，(Y繼續)



@task
def check_task():               #校驗檔案任務函式
    with settings(warn_only=True):
        #本地local命令需要配置capture=True才能捕獲返回值
        lmd5 = local("md5sum /home/devops/devops/devops.tar.gz",capture=True).split(' ')[0]
        rmd5 = run("md5sum /root/devops/devops.tar.gz").split(' ')[0]
    if lmd5 == rmd5:                #對比本地及遠端檔案md5資訊
        prompt("OK")
    else:
        prompt("ERROR")


@task
def go():
    tar_task()
    put_task()
    check_task()

執行命令fab -f simple5.py go。執行結果如下：(提示此程式不支援-P引數並行執行、如需並行執行，程式需要做調整)

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -f simple5.py go
[192.168.56.12] Executing task 'go'
[localhost] local: tar -zcf devops.tar.gz  *
[192.168.56.12] run: mkdir -p /root/devops
[192.168.56.12] put: /home/devops/devops/devops.tar.gz -> /root/devops/devops.tar.gz
[localhost] local: md5sum /home/devops/devops/devops.tar.gz
[192.168.56.12] run: md5sum /root/devops/devops.tar.gz
[192.168.56.12] out: a1cf2be82647cbed0d41514bd80373de  /root/devops/devops.tar.gz
[192.168.56.12] out:

OK
[192.168.56.13] Executing task 'go'
[192.168.56.13] run: mkdir -p /root/devops
[192.168.56.13] put: /home/devops/devops/devops.tar.gz -> /root/devops/devops.tar.gz
[localhost] local: md5sum /home/devops/devops/devops.tar.gz
[192.168.56.13] run: md5sum /root/devops/devops.tar.gz
[192.168.56.13] out: a1cf2be82647cbed0d41514bd80373de  /root/devops/devops.tar.gz
[192.168.56.13] out:

OK

Done.
Disconnecting from 192.168.56.12... done.
Disconnecting from 192.168.56.13... done.

十、示例五：部署LNMP業務服務環境

本示例通過env.roledefs定義不同主機角色，在使用"@roles('webservers')"修復符繫結到對應的任務函式，實現不同角色主機的部署差異。

[email protected]virtual-machine:~/devops$ cat simple6.py
#!/usr/bin/env python

from fabric.colors import *
from fabric.api import *

env.user = 'root'
env.roledefs = {
    'webservers':['192.168.56.11','192.168.56.12'],
    'dbservers':['192.168.56.13']
}

env.passwords = {
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567',
    '[email protected]:22':'1234567',
}

@roles('webservers')                      #使用webtask任務函式引用'webservers'角色修復符
def webtask():
    print(yellow('Install nginx php php-fpm...'))
    with settings(warn_only=True):
        run("yum -y install nginx")
        run("yum -y install php-fpm php-mysql php-mbstring php-xml php-mcrypt php-gd")
        run("chkconfig --levels 235 php-fpm on")
        run("chkconfig --levels 235 nginx on")


@roles('dbservers')                       #dbtask任務函式引用'dbservers'角色修復符
def dbtask():
    print(yellow("Install Mysql..."))
    with settings(warn_only=True):
        run("yum -y install mysql mysql-server")
        run("chkconfig --levels 235 mysqld on")


@roles('webservers','dbservers')           #publictask任務函式同時引用兩個角色修復符
def publictask():                          #部署公共類環境，如epel、ntp等
    print(yellow("Install epel ntp...."))
    with settings(warn_only=True):
        run("wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo")
        run("yum -y install ntp")

def deploy():
    execute(publictask)
    execute(webtask)
    execute(dbtask)

執行命令fab -Pf simple6.py deploy

[email protected]virtual-machine:~/devops$ fab -Pf simple6.py deploy
[192.168.56.11] Executing task 'publictask'
[192.168.56.12] Executing task 'publictask'
[192.168.56.13] Executing task 'publictask'
Install epel ntp....
[192.168.
            
  

           

              
              

            

            
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