如何在Debian上使用Python进行自动化运维

在 Debian 上使用 Python 进行自动化运维

一 环境准备与基础配置

• 安装 Python 3 与 pip：执行命令：sudo apt update & & sudo apt install -y python3 python3-pip。
• 使用虚拟环境隔离依赖：
  • 创建：python3 -m venv venv
  • 激活：source venv/bin/activate
  • 安装依赖：pip install -r requirements.txt
• 建议将脚本放在专用目录（如 /opt/ops/），并统一使用 /usr/bin/python3 作为解释器路径，便于 systemd/cron 调用。
• 安全建议：优先使用 SSH 密钥 与 sudo，避免将密码硬编码在脚本中；必要时通过 SSH Agent 或 密钥口令管理凭据。

二 远程执行与批量运维

• 使用 Fabric（基于 Paramiko 的高级封装）进行 SSH 批量执行与文件分发：
  • 安装：pip install fabric
  • 示例：
    • 单机执行：from fabric import Connection; conn = Connection('user@host'); conn.run('whoami')
    • 批量任务：
      • 定义任务：@task def update_system(c): c.run('sudo apt update & & sudo apt upgrade -y & & sudo apt autoremove -y')
      • 执行：fab -H host1,host2 update_system
• 直接使用 Paramiko 进行更细粒度控制（命令执行、SFTP 传输等）：
  • 安装：pip install paramiko
  • 示例：
    • 连接与执行：ssh = paramiko.SSHClient(); ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy()); ssh.connect('host', username='user', password='pass'); stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('ls -l')
    • SFTP：sftp = ssh.open_sftp(); sftp.put('local', '/remote'); sftp.get('/remote', 'local'); sftp.close(); ssh.close()
• 适用场景：批量变更、滚动发布、远程巡检、配置分发等。

三 定时与常驻任务管理

• 使用 Cron 定时运行脚本：
  • 编辑：crontab -e
  • 示例（每天 02:00 执行）：0 2 * * * /usr/bin/python3 /opt/ops/backup.py
• 使用 systemd 管理常驻服务：
  • 创建服务文件 /etc/systemd/system/my-python-script.service：

    [Unit]
    Description=My Python Script
    After=network.target
    
    [Service]
    ExecStart=/usr/bin/python3 /opt/ops/monitor.py
    Restart=always
    User=ops
    StandardOutput=journal
    StandardError=journal
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    

  • 启用与启动：sudo systemctl daemon-reload & & sudo systemctl enable --now my-python-script.service
• 使用 Supervisor 管理进程（适合多进程/易崩溃任务）：
  • 安装：sudo apt install -y supervisor
  • 配置 /etc/supervisor/conf.d/my-python-script.conf：

    [program:my-python-script]
    command=/usr/bin/python3 /opt/ops/worker.py
    autostart=true
    autorestart=true
    stderr_logfile=/var/log/my-python-script.err.log
    stdout_logfile=/var/log/my-python-script.out.log
    

  • 生效：sudo supervisorctl reread & & sudo supervisorctl update & & sudo supervisorctl start my-python-script
• 选型建议：Cron 适合定时任务；systemd 适合长期运行且需系统级集成的服务；Supervisor 适合多进程与快速自恢复。

四 监控告警与日志实践

• 系统资源监控与阈值告警（使用 psutil）：
  • 安装：pip install psutil
  • 示例：

    import psutil, smtplib
    from email.mime.text import MIMEText
    
    cpu = psutil.cpu_percent(interval=1)
    mem = psutil.virtual_memory().percent
    if cpu >
         80 or mem >
     80:
        msg = MIMEText(f"CPU: {
    cpu}
    %, Memory: {
    mem}
        %")
        msg['Subject'] = '服务器资源告警'
        msg['From'] = 'ops@example.com'
        msg['To'] = 'admin@example.com'
        with smtplib.SMTP('smtp.example.com') as s:
            s.send_message(msg)
    

• 服务健康探测（使用 requests）：

  import requests
  def check(url):
      try:
          r = requests.get(url, timeout=5)
          print('UP' if r.status_code == 200 else 'DOWN')
      except requests.RequestException as e:
          print('DOWN', e)
  check('http://localhost/health')
  

• 日志规范：使用 logging 模块统一记录时间与级别，便于 journald/Supervisor 收集与轮转。
• 安全加固：生产环境建议启用 APT 自动安全更新：sudo apt install -y unattended-upgrades & & sudo dpkg-reconfigure unattended-upgrades，降低漏洞暴露时间。

五 配置管理与 CI/CD 集成

• 使用 Ansible 进行无代理配置管理与编排：
  • 安装：sudo apt install -y ansible
  • 示例 Playbook（安装并启动 Nginx）：

    - hosts: webservers
      become: yes
      tasks:
        - name: Install Nginx
          apt:
            name: nginx
            state: present
        - name: Ensure service is running
          service:
            name: nginx
            state: started
            enabled: yes
    

  • 执行：ansible-playbook -i inventory.ini web.yml
• 与 Jenkins/GitLab CI 集成：在 Jenkinsfile 或 .gitlab-ci.yml 中执行 pip install -r requirements.txt、pytest、ansible-playbook 等步骤，实现构建、测试、部署一体化流水线。
• 适用场景：Ansible 负责声明式配置与批量变更；Jenkins/GitLab CI 负责持续集成与持续交付。

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