① 使用java 测试网络连通性的几种方法
概述在网络编程中，有时我们需要判断两台机器之间的连通性，或者说是一台机器到另一台机器的网络可达性。在系统层面的测试中，我们常常用 Ping 命令来做验证。尽管 Java 提供了比较丰富的网络编程类库（包括在应用层的基于 URL 的网络资源读取，基于 TCP/IP 层的 Socket 编程，以及一些辅助的类库），但是没有直接提供类似 Ping 命令来测试网络连通性的方法。本文将介绍如何通过 Java 已有的 API，编程实现各种场景下两台机器之间的网络可达性判断。在下面的章节中，我们会使用 Java 网络编程的一些类库 java.net.InetAddress 和 java.net.Socket，通过例子解释如何模拟 Ping 命令。回页首简单判断两台机器的可达性一般情况下，我们仅仅需要判断从一台机器是否可以访问（Ping）到另一台机器，此时，可以简单的使用 Java 类库中 java.net.InetAddress 类来实现，这个类提供了两个方法探测远程机器是否可达 �0�2boolean isReachable(int�0�2timeout) //�0�2测试地址是否可达�0�2boolean isReachable(NetworkInterface�0�2netif, int�0�2ttl, int�0�2timeout) //�0�2测试地址是否可达. 简单说来，上述方法就是通过远端机器的 IP 地址构造 InetAddress 对象，然后调用其 isReachable 方法，测试调用机器和远端机器的网络可达性。注意到远端机器可能有多个 IP 地址，因而可能要迭代的测试所有的情况。清单1：简单判断两台机器的可达性 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(); } } 程序输出 --------------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-------------- 从上可以看出 isReachable 的用法，可以不指定任何接口来判断远端网络的可达性，但这不能区分出数据包是从那个网络接口发出去的 ( 如果本地有多个网络接口的话 )；而高级版本的 isReachable 则可以指定从本地的哪个网络接口测试，这样可以准确的知道远端网络可以连通本地的哪个网络接口。但是，Java 本身没有提供任何方法来判断本地的哪个 IP 地址可以连通远端网络，Java 网络编程接口也没有提供方法来访问 ICMP 协议数据包，因而通过 ICMP 的网络不可达数据包实现这一点也是不可能的 ( 当然可以用 JNI 来实现，但就和系统平台相关了 ), 此时可以考虑本文下一节提出的方法。回页首指定本地和远程网络地址，判断两台机器之间的可达性在某些情况下，我们可能要确定本地的哪个网络地址可以连通远程网络，以便远程网络可以回连到本地使用某些服务或发出某些通知。一个典型的应用场景是，本地启动了文件传输服务 ( 如 FTP)，需要将本地的某个 IP 地址发送到远端机器，以便远端机器可以通过该地址下载文件；或者远端机器提供某些服务，在某些事件发生时通知注册了获取这些事件的机器 ( 常见于系统管理领域 )，因而在注册时需要提供本地的某个可达 ( 从远端 ) 地址。虽然我们可以用 InetAddress.isReachabl 方法判断出本地的哪个网络接口可连通远程玩过，但是由于单个网络接口是可以配置多个 IP 地址的，因而在此并不合适。我们可以使用 Socket 建立可能的 TCP 连接，进而判断某个本地 IP 地址是否可达远程网络。我们使用 java.net.Socket 类中的 connect 方法 void connect(SocketAddress�0�2endpoint, int�0�2timeout) �0�2//使用Socket连接服务器，指定超时的时间 这种方法需要远程的某个端口，该端口可以是任何基于 TCP 协议的开放服务的端口（如一般都会开放的 ECHO 服务端口 7, Linux 的 SSH 服务端口 22 等）。实际上，建立的 TCP 连接被协议栈放置在连接队列，进而分发到真正处理数据的各个应用服务，由于 UDP 没有连接的过程，因而基于 UDP 的服务（如 SNMP）无法在此方法中应用。具体过程是，枚举本地的每个网络地址，建立本地 Socket，在某个端口上尝试连接远程地址，如果可以连接上，则说明该本地地址可达远程网络。程序清单 2：指定本地地址和远程地址，判断两台机器之间的可达性 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(); // 端口号设置为 0 表示在本地挑选一个可用端口进行连接 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; } 运行结果 --------------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-------------- 回页首IPv4 和 IPv6 混合网络下编程当网络环境中存在 IPv4 和 IPv6，即机器既有 IPv4 地址，又有 IPv6 地址的时候，我们可以对程序进行一些优化，比如 由于IPv4 和 IPv6 地址之间是无法互相访问的，因此仅需要判断 IPv4 地址之间和 IPv6 地址之间的可达性。 对于IPv4 的换回地址可以不做判断，对于 IPv6 的 Linklocal 地址也可以跳过测试 根据实际的需要，我们可以优先考虑选择使用 IPv4 或者 IPv6，提高判断的效率程序清单 3: 判断本地地址和远程地址是否同为 IPv4 或者 IPv6 // 判断是 IPv4 还是 IPv6 if(!((localInetAddr instanceofInet4Address) && (remoteInetAddr instanceofInet4Address) || (localInetAddr instanceofInet6Address) && (remoteInetAddr instanceofInet6Address))){ // 本地和远程不是同时是 IPv4 或者 IPv6，跳过这种情况，不作检测 break; } 程序清单 4：跳过本地地址和 LinkLocal 地址 if( localAddr.isLoopbackAddress() || localAddr.isAnyLocalAddress() || localAddr.isLinkLocalAddress() ){ // 地址为本地环回地址，跳过 break; } 回页首总结和展望本文列举集中典型的场景，介绍了通过 Java 网络编程接口判断机器之间可达性的几种方式。在实际应用中，可以根据不同的需要选择相应的方法稍加修改即可。对于更加特殊的需求，还可以考虑通过 JNI 的方法直接调用系统 API 来实现，能提供更加强大和灵活的功能，这里就不再赘述了。参考资料 学习 参考developerWorks 的文章 Java 应用程序的网络运行环境编程，获取更多网络编程相关的信息。 如果要通过 JNI 进行网络编程，可以参考 developerWorks 上的文章 用JNI 进行 Java 编程，了解更多 JNI 相关的信息和例子。 参考Javadoc 获取更多关于 Java 网络编程的 API 的信息。 developerWorks Java 技术专区：这里有数百篇关于 Java 编程各个方面的文章。 讨论加入developerWorks 中文社区。查看开发人员推动的博客、论坛、组和维基，并与其他 developerWorks 用户交流。 作者简介吴校军，IBM CSTL 软件工程师，长期从事 IBM 系统管理相关软件的开发，目前负责 Director6.1 Update Manager 的开发。刘冠群现为 IBM 上海系统科技开发中心(CSTL)的软件工程师，有多年的 Java 和 C++ 编程经验，对于操作系统，网络和编程语言的内部实现有强烈兴趣。关闭[x]关于报告滥用的帮助报告滥用谢谢! 此内容已经标识给管理员注意。关闭[x]关于报告滥用的帮助报告滥用报告滥用提交失败。 请稍后重试。关闭[x]developerWorks：登录IBM ID：需要一个 IBM ID？忘记IBM ID？密码：忘记密码？更改您的密码 保持登录。单击提交则表示您同意developerWorks 的条款和条件。 使用条款 当您初次登录到 developerWorks 时，将会为您创建一份概要信息。您在developerWorks 概要信息中选择公开的信息将公开显示给其他人，但您可以随时修改这些信息的显示状态。您的姓名（除非选择隐藏）和昵称将和您在 developerWorks 发布的内容一同显示。所有提交的信息确保安全。关闭[x]请选择您的昵称：当您初次登录到 developerWorks 时，将会为您创建一份概要信息，您需要指定一个昵称。您的昵称将和您在 developerWorks 发布的内容显示在一起。昵称长度在 3 至 31 个字符之间。 您的昵称在 developerWorks 社区中必须是唯一的，并且出于隐私保护的原因，不能是您的电子邮件地址。昵称：（长度在 3 至 31 个字符之间）单击提交则表示您同意developerWorks 的条款和条件。 使用条款. 所有提交的信息确保安全。为本文评分评论回页首