① 使用java 測試網路連通性的幾種方法
概述在網路編程中，有時我們需要判斷兩台機器之間的連通性，或者說是一台機器到另一台機器的網路可達性。在系統層面的測試中，我們常常用 Ping 命令來做驗證。盡管 Java 提供了比較豐富的網路編程類庫（包括在應用層的基於 URL 的網路資源讀取，基於 TCP/IP 層的 Socket 編程，以及一些輔助的類庫），但是沒有直接提供類似 Ping 命令來測試網路連通性的方法。本文將介紹如何通過 Java 已有的 API，編程實現各種場景下兩台機器之間的網路可達性判斷。在下面的章節中，我們會使用 Java 網路編程的一些類庫 java.net.InetAddress 和 java.net.Socket，通過例子解釋如何模擬 Ping 命令。回頁首簡單判斷兩台機器的可達性一般情況下，我們僅僅需要判斷從一台機器是否可以訪問（Ping）到另一台機器，此時，可以簡單的使用 Java 類庫中 java.net.InetAddress 類來實現，這個類提供了兩個方法探測遠程機器是否可達 �0�2boolean isReachable(int�0�2timeout) //�0�2測試地址是否可達�0�2boolean isReachable(NetworkInterface�0�2netif, int�0�2ttl, int�0�2timeout) //�0�2測試地址是否可達. 簡單說來，上述方法就是通過遠端機器的 IP 地址構造 InetAddress 對象，然後調用其 isReachable 方法，測試調用機器和遠端機器的網路可達性。注意到遠端機器可能有多個 IP 地址，因而可能要迭代的測試所有的情況。清單1：簡單判斷兩台機器的可達性 void isAddressAvailable(String ip){ try{ InetAddress address = InetAddress.getByName(ip);//ping this IP if(address instanceof java.net.Inet4Address){ System.out.println(ip + " is ipv4 address"); }else if(address instanceof java.net.Inet6Address){ System.out.println(ip + " is ipv6 address"); }else{ System.out.println(ip + " is unrecongized"); } if(address.isReachable(5000)){ System.out.println("SUCCESS - ping " + IP + " with no interface specified"); }else{ System.out.println("FAILURE - ping " + IP + " with no interface specified"); } System.out.println("\n-------Trying different interfaces--------\n"); Enumeration<NetworkInterface> netInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces(); while(netInterfaces.hasMoreElements()) { NetworkInterface ni = netInterfaces.nextElement(); System.out.println( "Checking interface, DisplayName:" + ni.getDisplayName() + ", Name:" + ni.getName()); if(address.isReachable(ni, 0, 5000)){ System.out.println("SUCCESS - ping " + ip); }else{ System.out.println("FAILURE - ping " + ip); } Enumeration<InetAddress> ips = ni.getInetAddresses(); while(ips.hasMoreElements()) { System.out.println("IP: " + ips.nextElement().getHostAddress()); } System.out.println("-------------------------------------------"); } }catch(Exception e){ System.out.println("error occurs."); e.printStackTrace(); } } 程序輸出 --------------START-------------- 10.13.20.70 is ipv4 address SUCCESS - ping 10.13.20.70 with no interface specified -------Trying different interfaces-------- Checking interface, DisplayName:MS TCP Loopback interface, Name:lo FAILURE - ping 10.13.20.70 IP: 127.0.0.1 ------------------------------------------- Checking interface, DisplayName:Intel(R) Centrino(R) Advanced-N 6200 AGN - Teefer2 Miniport, Name:eth0 FAILURE - ping 10.13.20.70 IP: 9.123.231.40 ------------------------------------------- Checking interface, DisplayName:Intel(R) 82577LM Gigabit Network Connection - Teefer2 Miniport, Name:eth1 SUCCESS - ping 10.13.20.70 ------------------------------------------- Checking interface, DisplayName:WAN (PPP/SLIP) Interface, Name:ppp0 SUCCESS - ping 10.13.20.70 IP: 10.0.50.189 ------------------------------------------- --------------END-------------- 從上可以看出 isReachable 的用法，可以不指定任何介面來判斷遠端網路的可達性，但這不能區分出數據包是從那個網路介面發出去的 ( 如果本地有多個網路介面的話 )；而高級版本的 isReachable 則可以指定從本地的哪個網路介面測試，這樣可以准確的知道遠端網路可以連通本地的哪個網路介面。但是，Java 本身沒有提供任何方法來判斷本地的哪個 IP 地址可以連通遠端網路，Java 網路編程介面也沒有提供方法來訪問 ICMP 協議數據包，因而通過 ICMP 的網路不可達數據包實現這一點也是不可能的 ( 當然可以用 JNI 來實現，但就和系統平台相關了 ), 此時可以考慮本文下一節提出的方法。回頁首指定本地和遠程網路地址，判斷兩台機器之間的可達性在某些情況下，我們可能要確定本地的哪個網路地址可以連通遠程網路，以便遠程網路可以回連到本地使用某些服務或發出某些通知。一個典型的應用場景是，本地啟動了文件傳輸服務 ( 如 FTP)，需要將本地的某個 IP 地址發送到遠端機器，以便遠端機器可以通過該地址下載文件；或者遠端機器提供某些服務，在某些事件發生時通知注冊了獲取這些事件的機器 ( 常見於系統管理領域 )，因而在注冊時需要提供本地的某個可達 ( 從遠端 ) 地址。雖然我們可以用 InetAddress.isReachabl 方法判斷出本地的哪個網路介面可連通遠程玩過，但是由於單個網路介面是可以配置多個 IP 地址的，因而在此並不合適。我們可以使用 Socket 建立可能的 TCP 連接，進而判斷某個本地 IP 地址是否可達遠程網路。我們使用 java.net.Socket 類中的 connect 方法 void connect(SocketAddress�0�2endpoint, int�0�2timeout) �0�2//使用Socket連接伺服器，指定超時的時間 這種方法需要遠程的某個埠，該埠可以是任何基於 TCP 協議的開放服務的埠（如一般都會開放的 ECHO 服務埠 7, Linux 的 SSH 服務埠 22 等）。實際上，建立的 TCP 連接被協議棧放置在連接隊列，進而分發到真正處理數據的各個應用服務，由於 UDP 沒有連接的過程，因而基於 UDP 的服務（如 SNMP）無法在此方法中應用。具體過程是，枚舉本地的每個網路地址，建立本地 Socket，在某個埠上嘗試連接遠程地址，如果可以連接上，則說明該本地地址可達遠程網路。程序清單 2：指定本地地址和遠程地址，判斷兩台機器之間的可達性 void printReachableIP(InetAddress remoteAddr, int port){ String retIP = null; Enumeration<NetworkInterface> netInterfaces; try{ netInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces(); while(netInterfaces.hasMoreElements()) { NetworkInterface ni = netInterfaces.nextElement(); Enumeration<InetAddress> localAddrs = ni.getInetAddresses(); while(localAddrs.hasMoreElements()){ InetAddress localAddr = localAddrs.nextElement(); if(isReachable(localAddr, remoteAddr, port, 5000)){ retIP = localAddr.getHostAddress(); break; } } } } catch(SocketException e) { System.out.println( "Error occurred while listing all the local network addresses."); } if(retIP == null){ System.out.println("NULL reachable local IP is found!"); }else{ System.out.println("Reachable local IP is found, it is " + retIP); } } boolean isReachable(InetAddress localInetAddr, InetAddress remoteInetAddr, int port, int timeout) { booleanisReachable = false; Socket socket = null; try{ socket = newSocket(); // 埠號設置為 0 表示在本地挑選一個可用埠進行連接 SocketAddress localSocketAddr = new InetSocketAddress(localInetAddr, 0); socket.bind(localSocketAddr); InetSocketAddress endpointSocketAddr = new InetSocketAddress(remoteInetAddr, port); socket.connect(endpointSocketAddr, timeout); System.out.println("SUCCESS - connection established! Local: " + localInetAddr.getHostAddress() + " remote: " + remoteInetAddr.getHostAddress() + " port" + port); isReachable = true; } catch(IOException e) { System.out.println("FAILRE - CAN not connect! Local: " + localInetAddr.getHostAddress() + " remote: " + remoteInetAddr.getHostAddress() + " port" + port); } finally{ if(socket != null) { try{ socket.close(); } catch(IOException e) { System.out.println("Error occurred while closing socket.."); } } } return isReachable; } 運行結果 --------------START-------------- FAILRE - CAN not connect! Local: 127.0.0.1 remote: 10.8.1.50 port22 FAILRE - CAN not connect! Local: 9.123.231.40 remote: 10.8.1.50 port22 SUCCESS - connection established! Local: 10.0.50.189 remote: 10.8.1.50 port22 Reachable local IP is found, it is 10.0.50.189 --------------END-------------- 回頁首IPv4 和 IPv6 混合網路下編程當網路環境中存在 IPv4 和 IPv6，即機器既有 IPv4 地址，又有 IPv6 地址的時候，我們可以對程序進行一些優化，比如 由於IPv4 和 IPv6 地址之間是無法互相訪問的，因此僅需要判斷 IPv4 地址之間和 IPv6 地址之間的可達性。 對於IPv4 的換回地址可以不做判斷，對於 IPv6 的 Linklocal 地址也可以跳過測試 根據實際的需要，我們可以優先考慮選擇使用 IPv4 或者 IPv6，提高判斷的效率程序清單 3: 判斷本地地址和遠程地址是否同為 IPv4 或者 IPv6 // 判斷是 IPv4 還是 IPv6 if(!((localInetAddr instanceofInet4Address) && (remoteInetAddr instanceofInet4Address) || (localInetAddr instanceofInet6Address) && (remoteInetAddr instanceofInet6Address))){ // 本地和遠程不是同時是 IPv4 或者 IPv6，跳過這種情況，不作檢測 break; } 程序清單 4：跳過本地地址和 LinkLocal 地址 if( localAddr.isLoopbackAddress() || localAddr.isAnyLocalAddress() || localAddr.isLinkLocalAddress() ){ // 地址為本地環回地址，跳過 break; } 回頁首總結和展望本文列舉集中典型的場景，介紹了通過 Java 網路編程介面判斷機器之間可達性的幾種方式。在實際應用中，可以根據不同的需要選擇相應的方法稍加修改即可。對於更加特殊的需求，還可以考慮通過 JNI 的方法直接調用系統 API 來實現，能提供更加強大和靈活的功能，這里就不再贅述了。參考資料 學習 參考developerWorks 的文章 Java 應用程序的網路運行環境編程，獲取更多網路編程相關的信息。 如果要通過 JNI 進行網路編程，可以參考 developerWorks 上的文章 用JNI 進行 Java 編程，了解更多 JNI 相關的信息和例子。 參考Javadoc 獲取更多關於 Java 網路編程的 API 的信息。 developerWorks Java 技術專區：這里有數百篇關於 Java 編程各個方面的文章。 討論加入developerWorks 中文社區。查看開發人員推動的博客、論壇、組和維基，並與其他 developerWorks 用戶交流。 作者簡介吳校軍，IBM CSTL 軟體工程師，長期從事 IBM 系統管理相關軟體的開發，目前負責 Director6.1 Update Manager 的開發。劉冠群現為 IBM 上海系統科技開發中心(CSTL)的軟體工程師，有多年的 Java 和 C++ 編程經驗，對於操作系統，網路和編程語言的內部實現有強烈興趣。關閉[x]關於報告濫用的幫助報告濫用謝謝! 此內容已經標識給管理員注意。關閉[x]關於報告濫用的幫助報告濫用報告濫用提交失敗。 請稍後重試。關閉[x]developerWorks：登錄IBM ID：需要一個 IBM ID？忘記IBM ID？密碼：忘記密碼？更改您的密碼 保持登錄。單擊提交則表示您同意developerWorks 的條款和條件。 使用條款 當您初次登錄到 developerWorks 時，將會為您創建一份概要信息。您在developerWorks 概要信息中選擇公開的信息將公開顯示給其他人，但您可以隨時修改這些信息的顯示狀態。您的姓名（除非選擇隱藏）和昵稱將和您在 developerWorks 發布的內容一同顯示。所有提交的信息確保安全。關閉[x]請選擇您的昵稱：當您初次登錄到 developerWorks 時，將會為您創建一份概要信息，您需要指定一個昵稱。您的昵稱將和您在 developerWorks 發布的內容顯示在一起。昵稱長度在 3 至 31 個字元之間。 您的昵稱在 developerWorks 社區中必須是唯一的，並且出於隱私保護的原因，不能是您的電子郵件地址。昵稱：（長度在 3 至 31 個字元之間）單擊提交則表示您同意developerWorks 的條款和條件。 使用條款. 所有提交的信息確保安全。為本文評分評論回頁首