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[Python学习日记-78] 基于 TCP 的 socket 开发项目 —— 模拟 SSH 远程执行命令

article 2025/1/19 11:25:25

[Python学习日记-78] 基于 TCP 的 socket 开发项目 —— 模拟 SSH 远程执行命令

简介

项目分析

如何执行系统命令并拿到结果

代码实现

简介

在Python学习日记-77中我们介绍了 socket 基于 TCP 和基于 UDP 的套接字，还实现了服务器端和客户端的通信，本篇我们以此为基础来写一个基于模拟 SSH 远程执行命令的程序。

项目分析

在实际的工作当中，我们所写的程序代码都是执行在一台服务器上面的，而这台服务器通常都比较昂贵，硬件价格还是其次的，当服务器上运行的系统是非常重要的时候那就更加会对安全性、可靠性、运行环境提出非常高的要求，例如要对服务器网络与办公网络进行隔离，用边界防火墙和服务器区防火墙进行隔离，机房的温度、湿度、防尘、消防、安防、供电等等的。

上面说的这些已经超出了计算机系统的范畴了，但是确实目前的真实状况，像腾讯、阿里、电信、移动、联通这类大公司他们往往会建设自己的 IDC 机房，但是这无疑需要投入大量的资源，并不是每个公司都能负担得起的，这就催生出出租机柜的业务了（通常运行商在做），具体运营模式就是客户自己购买服务器之类的硬件设备，出租方提供机架位置，而且这个机架所在的机房都是符合一定标准的（可能是三级等保或者其他的），这样初创公司的几台服务器可以在极低的成本下也能享受 IDC 机房高规格的环境了。

但是对于系统运维人员来说这就犯了大难了，以往服务器在公司，如果需要系统调整往往就直接跑到机房去对接服务器就可以了，那现在租的机架网往都在比较偏远的地方，也只有上架和架构调整时才会过去，那日常进行管理就会用到 SSH 协议来连接服务器进行管理了。

其实 SSH 协议就是基于 socket 来与服务器进行远程连接通信的，它当然不会那么简单，它还会对信息进行加密等等的以保障传输信息的安全性和完整性，不过我们在这里模拟的只是它的远程执行命令的特性，总体的实现形式就是在客户端输入命令然后通过 TCP 协议的传输到达服务器端，最后由服务器端执行该命令。

在这里介绍一下我们所说的命令是什么，我们现在常用的 x86 系统有两个分别是：Windows 和 LInux，而这两个系统的命令集各不相同，但是都类似，下面简单介绍两个系统的几条命令（后面测试会用上）

Windows 命令：

dir：查看某一个文件夹下的子文件名与子文件夹名
ipconfig：查看本地网卡的 IP 信息
tasklist：查看运行的进程

Linux 命令：

ls：查看某一个文件夹下的子文件名与子文件夹名
ifconfig：查看本地网卡的 IP 信息
ps aux：查看运行的进程

顺带一提：如果在运行服务器端的时候遇到了端口占用的情况，也能使用系统命令来解决

Windows：taskkill python
Linux: pkill -9 python

如何执行系统命令并拿到结果

一提到执行系统命令很多小伙伴会第一时间想到 os 模块中的 system(cmd)，但是这个方法只能直接打印在终端当中，返回的只有命令是否成功执行（0代表执行成功，非0代表执行失败），而我们想要达到执行系统命令并拿到执行结果的话则需要使用 subprocess 模块，以 WIndows 为例代码如下

import subprocess
obj = subprocess.Popen(r'dir C:\Users\Administrator',shell=True,  # shell就是命令启动器的意思
                 stdout=subprocess.PIPE,  # subprocess.PIPE就是一个反射，实际上执行的是一个功能，每执行一次就是一条不同的管道
                 stderr=subprocess.PIPE)

print(obj)
print('stdout 1 --->: ',obj.stdout.read().decode('gbk'))
print('stderr 1 --->: ',obj.stderr.read().decode('gbk'))

代码输出如下：

与下面的 Windows 中的 cmd 输出对比一下可以看出，是完全一致的

代码实现

服务器端：

import socket
import subprocess

ip_port = ('127.0.0.1',8080)
info_size = 1024

server = socket.socket(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM)
server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
server.bind(ip_port)
server.listen(5)

print('starting...')
while True: # 链接循环
    conn,client_addr = server.accept()
    print('接到来自%s的接入' % client_addr[0])

    while True: # 通讯循环
        try:
            # 1、收命令
            cmd = conn.recv(info_size)
            if not cmd:break

            # 2、执行命令，拿到结果
            obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                   stdout=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)

            stdout = obj.stdout.read()
            stderr = obj.stderr.read()

            # 3、把命令的结果返回给客户端
            conn.send(stdout+stderr)    # stdout+stderr会产生新的内存空间，会有效率问题 ‘+’是一个可以优化的点
        except ConnectionResetError:
            break
    conn.close()

server.close()

客户端：

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',8080)
info_size = 1024

client = socket.socket(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM)
client.connect(ip_port)

while True:
    # 1、发命令
    cmd = input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue
    client.send(cmd.encode('utf-8'))

    # 2、拿到执行命令的结果，并打印
    data = client.recv(info_size)   # 这里的最大长度设定为1024是个坑，在后面会进行改进
    print(data.decode('gbk'))   # 由于我们使用的是Windows系统进行测试，所以我们使用gbk编码格式，如果使用的是Linux系统则使用utf-8编码格式

client.close()

代码输出如下：