C++学习：使用libssh2实现交互式shell的ssh2，linux和windows通用
使用ssh2实现shell自动化测试，实际工作中遇到非常多。各种语言都有相应的库可以使用。比如，c/c++语言可以使用libssh2；python可以使用paramkio库等。但这些库网上的帮助，都不是很全，都比较浅显。shell自动化，最基本的三个需求，一个是适合多重类型的操作系统；二是要能够支持交互式shell，比如使用sudo执行时，需要输入密码；三是读数据时要非阻塞的。
paramkio好像不支持交互式（shell命令不需要再根据输出输入不同的参数，实际上，这种情况遇到非常多），而且paramkio在windows上也很不好用，要实现非阻塞，找了几天都没能找到好的办法。
libssh2表面上不支持交互式，官方的例子也没有针对交互式shell进行举例，给库的使用者带来很大的困扰，比较难入门。实际上libssh2库是支持交互式shell的，而且支持多种OS，实现起来也相当的简单，只是过程摸索过于痛苦。关于libssh2的编译，也比较简单，这里就不列举了。libssh2是c语言的，样例写起来很繁琐，因此我用c++进行封装，学习起来比较直观。
实际libssh2两个官方的样例scp.c和scp_echo.c已经提供了交互式shell的实现方式，只是scp_echo.c有关ssh2登陆认证方式，没有像scp.c使用了ssh2的键盘交互式方式，一般ssh2服务器默认提供这个认证方式。scp_echo.c不容易调试通过。
首先，先看一下实现Ssh2类的使用代码：
#include
#include "ssh2.h"
int main(int argc, const char * argv[])
{
using namespace std;
using namespace fish;
Ssh2 ssh("127.0.0.1");
ssh.Connect("test","xxxxxx");
Channel* channel = ssh.CreateChannel();
channel->Write("cd /;pwd");
cout<Read()<Write("ssh 127.0.0.1");
cout<Read(":")<Write("xxxxxx");
cout<Read()<Write("pwd");
cout<Read()< 读写都是非阻塞的，这个实际使用非常方便。代码就不详细讲解了。
Ssh2类的实现代码如下:
class Ssh2
{
public:
Ssh2(const string &srvIp, int srvPort=22 );
~Ssh2(void);
bool Connect( const string &userName, const string &userPwd);
bool Disconnect(void);
Channel* CreateChannel(const string &ptyType = "vanilla");
public:
static void S_KbdCallback(const char*, int, const char*, int, int, const LIBSSH2_USERAUTH_KBDINT_PROMPT*, LIBSSH2_USERAUTH_KBDINT_RESPONSE*, void **a );
static string s_password;
private:
string m_srvIp;
int m_srvPort;
string m_userName;
string m_password;
int m_sock;
LIBSSH2_SESSION *m_session;
};
由于ssh2服务器要通过键盘交互式是通过回调函数实现认证的，所以使用了两个静态成员，一个是成员函数，一个是成员变量（当然，这种实现方式比较丑，暂时没有找到好的方法）。这里代码，没有考虑到多线程安全，因为实际需求不是很严格。当然，要支持多线程下ssh2登陆认证，也很容易实现。
string Ssh2::s_password;
void Ssh2::S_KbdCallback(const char *name, int name_len,
const char *instruction, int instruction_len,
int num_prompts,
const LIBSSH2_USERAUTH_KBDINT_PROMPT *prompts,
LIBSSH2_USERAUTH_KBDINT_RESPONSE *responses,
void **abstract)
{
(void)name;
(void)name_len;
(void)instruction;
(void)instruction_len;
if (num_prompts == 1)
{
responses[0].text = strdup(s_password.c_str());
responses[0].length = (int)s_password.size();
}
(void)prompts;
(void)abstract;
}
Ssh2::Ssh2(const string &srvIp, int srvPort)
:m_srvIp(srvIp),m_srvPort(srvPort)
{
m_sock = -1;
m_session = NULL;
libssh2_init(0);
}
Ssh2::~Ssh2(void)
{
Disconnect();
libssh2_exit();
}
bool Ssh2::Connect(const string &userName, const string &userPwd)
{
m_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(22);
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(m_srvIp.c_str());
if ( connect( m_sock, (sockaddr*)(&sin), sizeof(sockaddr_in) ) != 0 )
{
Disconnect();
return false;
}
m_session = libssh2_session_init();
if ( libssh2_session_handshake(m_session, m_sock) )
{
Disconnect();
return false;
}
int auth_pw = 0;
string fingerprint = libssh2_hostkey_hash(m_session, LIBSSH2_HOSTKEY_HASH_SHA1);
string userauthlist = libssh2_userauth_list( m_session, userName.c_str(), (int)userName.size() );
if ( strstr( userauthlist.c_str(), "password") != NULL )
{
auth_pw |= 1;
}
if ( strstr( userauthlist.c_str(), "keyboard-interactive") != NULL )
{
auth_pw |= 2;
}
if ( strstr(userauthlist.c_str(), "publickey") != NULL)
{
auth_pw |= 4;
}
if (auth_pw & 1)
{
/* We could authenticate via password */
if ( libssh2_userauth_password(m_session, userName.c_str(), userPwd.c_str() ) )
{
Disconnect();
return false;
}
}
else if (auth_pw & 2)
{
/* Or via keyboard-interactive */
s_password = userPwd;
if (libssh2_userauth_keyboard_interactive(m_session, userName.c_str(), &S_KbdCallback) )
{
Disconnect();
return false;
}
}
else
{
Disconnect();
return false;
}
return true;
}
bool Ssh2::Disconnect(void)
{
if( m_session )
{
libssh2_session_disconnect(m_session, "Bye bye, Thank you");
libssh2_session_free(m_session);
m_session = NULL;
}
if( m_sock != -1 )
{
#ifdef WIN32
closesocket(m_sock);
#else
close(m_sock);
#endif
m_sock = -1;
}
return true;
}
Channel* Ssh2::CreateChannel(const string &ptyType)
{
if( NULL == m_session )
{
return NULL;
}
LIBSSH2_CHANNEL *channel = NULL;
/* Request a shell */
if ( !(channel = libssh2_channel_open_session(m_session)) )
{
return NULL;
}
/* Request a terminal with 'vanilla' terminal emulation
* See /etc/termcap for more options
*/
if ( libssh2_channel_request_pty(channel, ptyType.c_str() ) )
{
libssh2_channel_free(channel);
return NULL;
}
/* Open a SHELL on that pty */
if ( libssh2_channel_shell(channel) )
{
libssh2_channel_free(channel);
return NULL;
}
Channel *ret = new Channel(channel);
cout<Read()< 这里要关注两个函数调用，一个是libssh2_channel_request_pty指定channel类型，如果使用xterm，就可以使用彩色显示。libssh2_channel_shell用来指定是交互式shell。
下面是Channel类的定义：
const int CHANNEL_READ_TIMEOUT = 3000;
class Channel
{
public:
Channel(LIBSSH2_CHANNEL *channel);
~Channel(void);
string Read( const string &strend = "$", int timeout = CHANNEL_READ_TIMEOUT );
bool Write(const string &data);
private:
Channel(const Channel&);
Channel operator=(const Channel&);
private:
LIBSSH2_CHANNEL *m_channel;
};Channel类的实现：
Channel::Channel( LIBSSH2_CHANNEL*channel)
:m_channel(channel)
{
}
Channel::~Channel(void)
{
if (m_channel)
{
libssh2_channel_free(m_channel);
m_channel = NULL;
}
}
string Channel::Read( const string &strend, int timeout )
{
string data;
if( NULL == m_channel )
{
return data;
}
LIBSSH2_POLLFD *fds = new LIBSSH2_POLLFD;
fds->type = LIBSSH2_POLLFD_CHANNEL;
fds->fd.channel = m_channel;
fds->events = LIBSSH2_POLLFD_POLLIN | LIBSSH2_POLLFD_POLLOUT;
if( timeout % 50 )
{
timeout += timeout %50;
}
while(timeout>0)
{
int rc = (libssh2_poll(fds, 1, 10));
if (rc < 1)
{
timeout -= 50;
usleep(50*1000);
continue;
}
if ( fds->revents & LIBSSH2_POLLFD_POLLIN )
{
char buffer[64*1024] = "";
size_t n = libssh2_channel_read( m_channel, buffer, sizeof(buffer) );
if ( n == LIBSSH2_ERROR_EAGAIN )
{
//fprintf(stderr, "will read again\n");
}
else if (n <= 0)
{
return data;
}
else
{
data += string(buffer);
if( "" == strend )
{
return data;
}
size_t pos = data.rfind(strend);
if( pos != string::npos && data.substr(pos, strend.size()) == strend )
{
return data;
}
}
}
timeout -= 50;
usleep(50*1000);
}
cout<<"read data timeout"<这里主要关注libssh2_poll函数，主要是检测通道是否有数据可以读。read函数简单做了封装，增加期望结果，有超时。Ssh2是支持多个Channel读写的，可以同时打个多个Channel，分别执行不同的操作，对于ssh2有登陆数限制时，还是很相当有用的。目前Ssh2客户端基本可用了。大家不妨试试。有关libssh2库再简单的例子，估计网上还没有吧，当然，有关libssh2安装，网上是有一大把。
用到的头文件包含如下：
#ifdef WIN32
#include
#include
#else
#include
#include
#include
#include
#endif
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include c++比较复杂，也想在python中使用libssh2的便利性，扩展python语言。实现起来，当然要复杂一些。但复杂度也很低，只需要使用boost::python类，扩展python就行了。windows和linux下，都不复杂。后续有时间再整理。
备注：
1、执行过长命令时，结果返回时前面有一段未知的输出，比如ls 11111111111222222222222222223333333333333334444444444444444输出时，前面好像有问题，不知是不是libssh2的bug。有时间去咨询。