【Linux】命令expect使用详解

一、概述
1.1 命令简介
expect 是由Don Libes基于Tcl（Tool Command Language ）语言开发的，是一种脚本语言，主要应用于自动化交互式操作的场景，借助Expect处理交互的命令，可以将交互过程如：ssh登录，ftp登录等写在一个脚本上，使之自动化完成。尤其适用于需要对多台服务器执行相同操作的环境中，可以大大提高系统管理人员的工作效率。

1.2 使用场景
（1）根据预定标准回答其问题，回答“是”、“否”或将控制权交还给您

（2）远程连接设备并执行自动化操作

（3）需要人机交互的地方，如果提前知道应该输入什么指令都可以使用expect 工具

1.3 expect命令安装
yum install expect -y
二、expect使用原理
2.1 命令原理介绍
spawn启动指定进程—expect获取指定关键字—send向指定程序发送指定字符—执行完成退出

spawn命令
spawm命令就是用来启动新的进程的。spawn后的send和expect命令都是和spawn打开的进程进行交互的、

send命令
send命令接收一个字符串参数，并将该参数发送到进程，这个过程类似模拟人类输入密码

interact命令
结合spawn、expect、send自动化的完成很多任务，interact命令可以在适当的时候进行任务的干预，比如下载完ftp文件时，仍然可以停留在ftp命令行状态，以便手动的执行后续命令

三、expect使用语法
3.1 expect 启用选项
-c 执行脚本前先执行的命令，可多次使用
-d debug模式，可以在运行时输出一些诊断信息，与在脚本开始处使用exp_internal 1相似。
-D 启用交换调式器,可设一整数参数。
-f 从文件读取命令，仅用于使用#!时。如果文件名为"-"，则从stdin读取(使用"./-"从文件名为-的文件读取)。
-i 交互式输入命令，使用"exit"或"EOF"退出输入状态
-- 标示选项结束(如果你需要传递与expect选项相似的参数给脚本时)，可放到#!行:#!/usr/bin/expect --
-v 显示expect版本信息
3.2 expect命令参数
spawn: 交互程序开始，执行后面的命令或程序。需要进入到expect环境才可以执行，不能直接在shell环境下直接执行
set timeout n : 设置超时时间，表示该脚本代码需在n秒钟内完成，如果超过，则退出。用来防止ssh远程主机网络不可达时卡住及在远程主机执行命令宕住。如果设置为-1表示不会超时
set: 定义变量
$argv expect脚本可以接受bash的外部传参，可以使用[ lindex $argv n ]n为0表示第一个传参，为1表示第二个传参，以此类推
expect 从交互程序进程中指定接收信息, 如果匹配成功, 就执行send的指令交互；否则等待timeout秒后自动退出expect语句
send 如果匹配到expect接受到的信息，就将send中的指令交互传递，执行交互动作。结尾处加上\r表示如果出现异常等待的状态可以进行核查
exp_continue 表示循环式匹配，通常匹配之后都会退出语句，但如果有exp_continue则可以不断循环匹配，输入多条命令，简化写法。
exit 退出expect脚本
expect eof: spawn进程结束后会向expect发送eof，接收到eof代表该进程结束
interact 执行完代码后保持交互状态，将控制权交给用户。没有该命令执行完后自动退出而不是留在远程终端上
puts 输出变量
四、实战案例
4.1 登录远程服务器并在远程服务器上执行命令

#!/usr/bin/expect
 
spawn ssh [email protected] df -h
expect "*password:"
send "winner@001\n"
expect eof

执行结果如下图： 

4.2 本机免密实现

#! /bin/bash
#
# Author: kangll
# CreateTime: 2023-11-10
# Desc: 基础环境配置,包括服务器设置,JDK,免密,kerberos配置
# 可扩展到批量操作 
#
 
#set -x
BASEDIR=$(cd "$(dirname "$0")"; pwd)
# 加载配置
source  $BASEDIR/config/global.sh
ssh_networkname=(windp-aio)
ssh_passwd=winner@#2023
 
########################
# 生成本地ssh公钥
########################
create_ssh_pub(){
    echo "生成本地ssh公钥"
    /usr/bin/expect << eof
    # 设置捕获字符串后，期待回复的超时时间
    set timeout 30
    # 执行命令开启一个新的进程
    spawn ssh-keygen -t rsa -b 1024
     
    ## 开始进连续捕获
    expect    {
        ".ssh/id_rsa)"      { send "\n";  exp_continue }
        "Overwrite (y/n)?"  { send "y\n"; exp_continue }
        "no passphrase):"   { send "\n";  exp_continue }
        "passphrase again:" { send "\n";  exp_continue }
    }
eof
}
 
 
########################
# 定义复制ssh公钥方法
########################
copy_ssh(){
       
  if [ ! -f /root/.ssh/id_rsa.pub ];then
       create_ssh_pub
  fi
    echo "复制公钥到对应的主机上"
    /usr/bin/expect << eof
    # 设置捕获字符串后，期待回复的超时时间
    set timeout 30
    # 命令执行
    spawn ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub $1@$2
     
    ## 开始进连续捕获
    expect    {
        "connecting (yes/no)?" { send "yes\n";  exp_continue }
        "s password:"          { send "${ssh_passwd}\n"; exp_continue }
    }
eof
}
 
########################
# 配置免密
########################
config_ssh() {
    # 主机遍历
    for name in ${ssh_networkname[*]};do
        timeout 5 ssh root@${name} "echo ${name}: 'This is success!'"
        if [[ $? -ne 0 ]];then
            echo "复制文件到: ${name}"
            copy_ssh root ${name} > /dev/null
        fi
    done
         
        echo "********** ssh installation completed **********"
}
 
# 配置root用户免密 
config_ssh

4.3 自动生成kerberos用户的keytab认证文件

#! /bin/bash
#
# Author: kangll
# CreateTime: 2023-11-10
# Desc: 基础环境配置,包括服务器设置,JDK,免密,kerberos配置
# 可扩展到批量操作 
#
# public 主机名和root密码 
ip=$(ip addr show | grep -E 'inet [0-9]' | awk '{print $2}' | awk -F '/' '{print $1}' | sed -n '$p')
ssh_hosts=${ip}
ssh_networkname=(windp-aio)
# global.sh 配置文件中获取
ssh_passwd=$root_passwd
ssh_passwd=winner@#2023
kerberos_user=winner_spark
 
##################################
# 配置kerberos用户: winner_spark 
# 生成keytab 文件
##################################
config_kerberos_user() {
        echo "******** 创建winner_spark用户实例 ********"
        /usr/bin/expect << eof
        # 设置捕获字符串后，期待回复的超时时间
        set timeout 30
        # 登录
        spawn kadmin.local 
         
        ## 开始进连续捕获，添加用户
        expect  {
                "kadmin.local:"    { send "addprinc ${kerberos_user}\n"; exp_continue }
                "Enter password for principal"    { send "${ssh_passwd}\n"; exp_continue }
                "Re-enter password for principal" { send "${ssh_passwd}\n"; }
        }
       expect "kadmin.local:"    { send "quit\r";  }
eof
 
       echo "******** winner_spark用户生成keytab文件 ********"
        /usr/bin/expect << eof
        # 设置捕获字符串后，期待回复的超时时间
        set timeout 30
         
        spawn kadmin.local 
         
        ## 开始进连续捕获，生成keytab file
        expect  {
                "kadmin.local:" { send "xst -k /etc/security/keytabs/${kerberos_user}.keytab ${kerberos_user}@WINNER.COM\n";  }
        }
       expect "kadmin.local:"    { send "quit\r";  }
eof
       # modify keytab file privilege    
       chown ${kerberos_user}:hadoop /etc/security/keytabs/${kerberos_user}.keytab
       echo "********** kerberos user winner_spark add completed **********"
}
 
# 配置kerberos,并启动
#config_krb5
 
# 配置kerberos用户: winner_spark, 生成keytab 文件
config_kerberos_user