Python在Ubuntu上的自动化运维如何操作

在 Ubuntu 上使用 Python 做自动化运维的实操指南

一 环境准备与基础脚本

• 安装与虚拟环境
  • 更新索引并安装基础工具：sudo apt update & & sudo apt install -y python3 python3-pip
  • 使用 venv 隔离依赖：python3 -m venv venv & & source venv/bin/activate
  • 安装常用库：pip install paramiko scp psutil requests
• 远程执行与文件传输（Paramiko 示例）
  • 建立 SSH、执行命令、SFTP 上传/下载，适合细粒度控制与自定义流程。
• 本地服务自愈脚本（systemd 就绪）
  • 示例：检测并重启服务

    # check_service.py
    import subprocess
    
    def check_service(service: str) ->
         None:
        res = subprocess.run(
            ["sudo", "systemctl", "is-active", service],
            capture_output=True, text=True
        )
        if res.stdout.strip() != "active":
            subprocess.run(["sudo", "systemctl", "restart", service])
    
    if __name__ == "__main__":
        check_service("nginx")
    

  • 说明：脚本需具备 sudo 权限（建议配置 NOPASSWD 或授予相应能力），后续用 systemd 托管运行。

二 将脚本做成系统服务与定时任务

• 以 systemd 托管 Python 脚本
  • 创建服务文件：sudo nano /etc/systemd/system/my_service.service

    [Unit]
    Description=My Python Service
    After=network.target
    
    [Service]
    User=your_username
    ExecStart=/path/to/venv/bin/python /path/to/your_script.py
    Restart=always
    RestartSec=10
    Environment="PATH=/path/to/venv/bin:$PATH"
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    

  • 启用与启动：sudo systemctl daemon-reload & & sudo systemctl enable --now my_service
  • 查看状态：sudo systemctl status my_service
• 定时执行（cron）
  • 编辑计划任务：crontab -e
  • 示例（每天 01:00 执行）：0 1 * * * /path/to/venv/bin/python /path/to/your_script.py
• 使用 Conda 时的 ExecStart 示例
  • 将 ExecStart 改为 Conda 环境解释器路径：
    • /home/your_username/miniconda3/envs/< env> /bin/python /path/to/script.py
• 安全建议
  • 为脚本创建专用系统用户，按需授予 sudo 权限（推荐仅对特定命令 NOPASSWD）
  • 日志输出到文件并配置 logrotate，便于审计与排错。

三 远程批量执行与自动化部署

• Fabric 2 快速上手（推荐）
  • 安装：pip install fabric
  • 单机任务

    # fabfile.py
    from fabric import Connection
    
    def whoami(c):
        result = c.run("whoami", hide=True)
        print("当前用户:", result.stdout.strip())
    

    • 运行：fab -H your_server_ip whoami
  • 批量任务

    # fabfile.py
    from fabric import task, SerialGroup
    
    @task
    def update_system(c):
        c.run("sudo apt update &
        &
     sudo apt upgrade -y", hide=True)
        c.run("sudo apt autoremove -y", hide=True)
        print("系统更新完成")
    
    @task
    def deploy(c):
        c.run("mkdir -p /var/www/my_site")
        c.put("local/path/", "/var/www/my_site/")
        c.run("chmod -R 755 /var/www/my_site")
    

    • 运行：fab -H s1,s2,s3 update_system 或 fab -H s1 deploy
  • 连接与安全
    • 建议使用 SSH 密钥（在 connect_kwargs={ "key_filename": "/path/to/key"} 指定）
    • 如需密码，可在 connect_kwargs={ "password": "..."} ，但密钥更安全
• Paramiko 细粒度控制（适合嵌入现有系统）
  • 见上文“远程执行与文件传输”示例，便于与数据库、消息队列、内部平台集成。

四 监控与告警实战示例

• 资源监控与邮件告警（psutil + SMTP）

  # monitor.py
  import psutil, smtplib
  from email.mime.text import MIMEText
  from datetime import datetime
  
  CPU_THRESHOLD = 80.0
  MEM_THRESHOLD = 80.0
  SMTP_HOST = "smtp.example.com"
  SMTP_PORT = 587
  SMTP_USER = "your_email@example.com"
  SMTP_PASS = "your_password"
  FROM = "your_email@example.com"
  TO = "alert_recipient@example.com"
  
  def send_alert(cpu: float, mem: float):
      body = f"告警时间: {
  datetime.now()}
  \nCPU使用率: {
  cpu}
  %\n内存使用率: {
  mem}
      %"
      msg = MIMEText(body, "plain", "utf-8")
      msg["Subject"] = "服务器性能告警"
      msg["From"] = FROM
      msg["To"] = TO
      with smtplib.SMTP(SMTP_HOST, SMTP_PORT) as s:
          s.starttls()
          s.login(SMTP_USER, SMTP_PASS)
          s.send_message(msg)
  
  def main():
      cpu = psutil.cpu_percent(interval=1)
      mem = psutil.virtual_memory().percent
      if cpu >
       CPU_THRESHOLD or mem >
       MEM_THRESHOLD:
          send_alert(cpu, mem)
  
  if __name__ == "__main__":
      main()
  

• 运行方式
  • 长期守护：按“systemd 托管”方式运行
  • 间歇检查：加入 cron（如每 5 分钟执行一次）。

五 规模化与进阶方案

• 配置管理与编排
  • 使用 SaltStack 进行大规模主机管理与批量任务：
    • 安装：sudo apt install salt-master（Master）、sudo apt install salt-minion（Minion）
    • Minion 配置：echo "master: < MASTER_IP> " | sudo tee /etc/salt/minion
    • 启动：sudo systemctl enable --now salt-minion
    • 连通性测试：salt '*' test.ping
    • 常用操作：
      • 远程命令：salt '*' cmd.run 'df -h'
      • 安装软件：salt '*' pkg.install nginx
      • 文件分发：salt '*' cp.get_file salt://path/to/file /dest/path
      • 服务管理：salt '*' service.start nginx、salt '*' service.enable nginx
• 选型建议
  • 少量主机与轻量任务：Fabric + cron/systemd
  • 多机统一配置与合规：SaltStack/Ansible
  • 嵌入平台与复杂流程：Paramiko 自研编排
• 安全与合规
  • 全链路 SSH 密钥，禁用口令登录
  • 最小权限原则与命令白名单
  • 审计日志集中化（如 syslog/ELK），敏感信息使用 Secrets Manager 管理。

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