前言

最近工作中需要开发前端操作远程虚拟机的功能,简称WebShell. 基于当前的技术栈为react+django,调研了一会发现大部分的后端实现都是django+channels来实现websocket服务.

大致看了下觉得这不够有趣,翻了翻django的官方文档发现django原生是不支持websocket的,但django3之后支持了asgi协议可以自己实现websocket服务. 于是选定

gunicorn+uvicorn+asgi+websocket+django3.2+paramiko来实现WebShell.

实现websocket服务

使用django自带的脚手架生成的项目会自动生成asgi.py和wsgi.py两个文件,普通应用大部分用的都是wsgi.py配合nginx部署线上服务. 这次主要使用asgi.py

实现websocket服务的思路大致网上搜一下就能找到,主要就是实现 connect/send/receive/disconnect这个几个动作的处理方法.

这里 How to Add Websockets to a Django App without Extra Dependencies 就是一个很好的实例

, 但过于简单........:

思路

# asgi.py
import os from django.core.asgi import get_asgi_application
from websocket_app.websocket import websocket_application os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'websocket_app.settings') django_application = get_asgi_application() async def application(scope, receive, send):
if scope['type'] == 'http':
await django_application(scope, receive, send)
elif scope['type'] == 'websocket':
await websocket_application(scope, receive, send)
else:
raise NotImplementedError(f"Unknown scope type {scope['type']}") # websocket.py
async def websocket_application(scope, receive, send):
pass
# websocket.py
async def websocket_application(scope, receive, send):
while True:
event = await receive() if event['type'] == 'websocket.connect':
await send({
'type': 'websocket.accept'
}) if event['type'] == 'websocket.disconnect':
break if event['type'] == 'websocket.receive':
if event['text'] == 'ping':
await send({
'type': 'websocket.send',
'text': 'pong!'
})

实现

上面的代码提供了思路,比较完整的可以参考这里 websockets-in-django-3-1 基本可以复用了

其中最核心的实现部分我放下面:

class WebSocket:
def __init__(self, scope, receive, send):
self._scope = scope
self._receive = receive
self._send = send
self._client_state = State.CONNECTING
self._app_state = State.CONNECTING @property
def headers(self):
return Headers(self._scope) @property
def scheme(self):
return self._scope["scheme"] @property
def path(self):
return self._scope["path"] @property
def query_params(self):
return QueryParams(self._scope["query_string"].decode()) @property
def query_string(self) -> str:
return self._scope["query_string"] @property
def scope(self):
return self._scope async def accept(self, subprotocol: str = None):
"""Accept connection.
:param subprotocol: The subprotocol the server wishes to accept.
:type subprotocol: str, optional
"""
if self._client_state == State.CONNECTING:
await self.receive()
await self.send({"type": SendEvent.ACCEPT, "subprotocol": subprotocol}) async def close(self, code: int = 1000):
await self.send({"type": SendEvent.CLOSE, "code": code}) async def send(self, message: t.Mapping):
if self._app_state == State.DISCONNECTED:
raise RuntimeError("WebSocket is disconnected.") if self._app_state == State.CONNECTING:
assert message["type"] in {SendEvent.ACCEPT, SendEvent.CLOSE}, (
'Could not write event "%s" into socket in connecting state.'
% message["type"]
)
if message["type"] == SendEvent.CLOSE:
self._app_state = State.DISCONNECTED
else:
self._app_state = State.CONNECTED elif self._app_state == State.CONNECTED:
assert message["type"] in {SendEvent.SEND, SendEvent.CLOSE}, (
'Connected socket can send "%s" and "%s" events, not "%s"'
% (SendEvent.SEND, SendEvent.CLOSE, message["type"])
)
if message["type"] == SendEvent.CLOSE:
self._app_state = State.DISCONNECTED await self._send(message) async def receive(self):
if self._client_state == State.DISCONNECTED:
raise RuntimeError("WebSocket is disconnected.") message = await self._receive() if self._client_state == State.CONNECTING:
assert message["type"] == ReceiveEvent.CONNECT, (
'WebSocket is in connecting state but received "%s" event'
% message["type"]
)
self._client_state = State.CONNECTED elif self._client_state == State.CONNECTED:
assert message["type"] in {ReceiveEvent.RECEIVE, ReceiveEvent.DISCONNECT}, (
'WebSocket is connected but received invalid event "%s".'
% message["type"]
)
if message["type"] == ReceiveEvent.DISCONNECT:
self._client_state = State.DISCONNECTED return message

缝合怪

做为合格的代码搬运工,为了提高搬运效率还是要造点轮子填点坑的,如何将上面的WebSocket类与paramiko结合起来实现从前端接受字符传递给远程主机并同时接受返回呢?

import asyncio
import traceback
import paramiko
from webshell.ssh import Base, RemoteSSH
from webshell.connection import WebSocket class WebShell:
"""整理 WebSocket 和 paramiko.Channel,实现两者的数据互通""" def __init__(self, ws_session: WebSocket,
ssh_session: paramiko.SSHClient = None,
chanel_session: paramiko.Channel = None
):
self.ws_session = ws_session
self.ssh_session = ssh_session
self.chanel_session = chanel_session def init_ssh(self, host=None, port=22, user="admin", passwd="admin@123"):
self.ssh_session, self.chanel_session = RemoteSSH(host, port, user, passwd).session() def set_ssh(self, ssh_session, chanel_session):
self.ssh_session = ssh_session
self.chanel_session = chanel_session async def ready(self):
await self.ws_session.accept() async def welcome(self):
# 展示Linux欢迎相关内容
for i in range(2):
if self.chanel_session.send_ready():
message = self.chanel_session.recv(2048).decode('utf-8')
if not message:
return
await self.ws_session.send_text(message) async def web_to_ssh(self):
# print('--------web_to_ssh------->')
while True:
# print('--------------->')
if not self.chanel_session.active or not self.ws_session.status:
return
await asyncio.sleep(0.01)
shell = await self.ws_session.receive_text()
# print('-------shell-------->', shell)
if self.chanel_session.active and self.chanel_session.send_ready():
self.chanel_session.send(bytes(shell, 'utf-8'))
# print('--------------->', "end") async def ssh_to_web(self):
# print('<--------ssh_to_web-----------')
while True:
# print('<-------------------')
if not self.chanel_session.active:
await self.ws_session.send_text('ssh closed')
return
if not self.ws_session.status:
return
await asyncio.sleep(0.01)
if self.chanel_session.recv_ready():
message = self.chanel_session.recv(2048).decode('utf-8')
# print('<---------message----------', message)
if not len(message):
continue
await self.ws_session.send_text(message)
# print('<-------------------', "end") async def run(self):
if not self.ssh_session:
raise Exception("ssh not init!")
await self.ready()
await asyncio.gather(
self.web_to_ssh(),
self.ssh_to_web()
) def clear(self):
try:
self.ws_session.close()
except Exception:
traceback.print_stack()
try:
self.ssh_session.close()
except Exception:
traceback.print_stack()

前端

xterm.js 完全满足,搜索下找个看着简单的就行.

export class Term extends React.Component {
private terminal!: HTMLDivElement;
private fitAddon = new FitAddon(); componentDidMount() {
const xterm = new Terminal();
xterm.loadAddon(this.fitAddon);
xterm.loadAddon(new WebLinksAddon()); // using wss for https
// const socket = new WebSocket("ws://" + window.location.host + "/api/v1/ws");
const socket = new WebSocket("ws://localhost:8000/webshell/");
// socket.onclose = (event) => {
// this.props.onClose();
// }
socket.onopen = (event) => {
xterm.loadAddon(new AttachAddon(socket));
this.fitAddon.fit();
xterm.focus();
} xterm.open(this.terminal);
xterm.onResize(({ cols, rows }) => {
socket.send("<RESIZE>" + cols + "," + rows)
}); window.addEventListener('resize', this.onResize);
} componentWillUnmount() {
window.removeEventListener('resize', this.onResize);
} onResize = () => {
this.fitAddon.fit();
} render() {
return <div className="Terminal" ref={(ref) => this.terminal = ref as HTMLDivElement}></div>;
}
}

好了,废话不多少了,代码我放这里了webshell 欢迎star/fork!

参考资料

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