TWaver - 专注UI技术

BlogJava上不少朋友是做网管系统的。一个典型的网络管理系统，需要具备FCAPS几个标准模块，而网络的自动发现和拓扑展示是核心之一。很多人不喜欢Java的Swing，而本文就用一个很小很小的例子，来模拟一个小小的网络管理程序，希望能给大家一点启发。虽然很小，它却可以完成一个简单的局域网自动发现搜索、多线程、ICMP和SNMP的ping、节点的生成、拓扑的展示、自动布局等功能。继续改巴改巴也许还有点使用价值也未可知。

如果不喜欢研究代码，就当它是一个趣味程序吧！你可以在公司的网络里面搜索一把，把同事的机器都挖出来，看看你们公司的网络结构是怎样的；如果喜欢研究代码，可以看看相关SNMP、多线程和拓扑图展示的部分，虽然很简单，就当看肥皂剧消遣了。

Ping和SNMP PING

这个程序的自动发现比较简单，就是对所在的网段进行便利搜索。首先，获得本机的网址以及所在的网段。例如，如果本机的地址是192.168.1.122，那么所在的网段自然就是192.168.1.0。然后，将这个网段中所有可能存在的IP地址进行拆分，并通过多线程进行任务分配，一个一个的Ping。

 1public static boolean ping(String ip) {
 2        try {
 3            InetAddress ipaddress = InetAddress.getByName(ip);
 4            return ipaddress.isReachable(2000);
 5        } catch (Exception ex) {
 6            ex.printStackTrace();
 7            return false;
 8        }
 9    }
10

用Java来Ping机器，有两个做法。一个是传统的调用命令行执行Ping命令的做法。这种做法的好处是速度快，比较可靠。缺点是，不同的操作系统，甚至Windows的不同版本，其执行和返回结果格式都可能不同，造成跨平台的不便以及代码的啰嗦。第二个方法自然就是使用大家都熟知的Java 5提供的InetAddress的isReachable方法。这个方法本来应当很好，可是在实际使用中就会发现，它不大灵光。超时时间设置短了吧，就ping不through；长了把，又贼慢。网上不少人都反映和抱怨这个问题。仔细研究这个isReachable，会发现更多的问题。1、它不是线程安全的。也就是说，为了提高速度而使用多线程进行多节点并行ping，会导致不安全的返回结果。这个问题挺致命。2、这个函数并非使用ICMP的ping，而是仅仅用TCP连一下7号端口而已：

 写道

InetAddress.isReachable() doesn’t use ICMP, it just tries to open TCP port 7 at the target. You can use ICMP in Java with the JPCAP library if you can find it, but you can’t multithread it for reasons which are discussed above – basically, ICMP is not thread-safe

又慢又线程不安全就比较不爽了。还可以使用上面提到的JPCAP这个库来完成。这个库的地址是：

http://netresearch.ics.uci.edu/kfujii/jpcap/doc/

不管怎么说，一个小小的ping还是挺麻烦。不过本例子由于仅仅是示例小程序，还是使用了isReachable方法，简化代码。

在ping通一个机器后，接下来再使用SNMP进行ping。做过SNMP网管的朋友知道，所谓SNMP Ping其实就是用SNMP去get一个非常基本的OID看对方有无反应。如果能够返回数据，说明这是一个SNMP节点，可以通过SNMP配合MIB库去获取更多的业务数据。例如磁盘、CPU、内存、端口力量等等基本的信息，都有相关的SNMP MIB进行定义。

这个例子使用了Westhawk’s SNMP stack这个SNMP协议栈，一个轻量的、Java的、开源的、免费的SNMP协议栈，实现了SNMPv1、SNMPv2c以及SNMPv3 (包括MD5和SHA1以及DES, AES加密算法)。地址在这里：

http://snmp.westhawk.co.uk/

使用Westhawk’s SNMP做一个简单的get操作如下：

1
2SnmpContextv2c context = new SnmpContextv2c(ip, 161);
3context.setCommunity("public");
4BlockPdu pdu = new BlockPdu(context);
5pdu.setRetryIntervals(new int[] { 1000 });
6String sysUpTime = "1.3.6.1.2.1.1.3.0";
7pdu.addOid(sysUpTime);
8Object result = pdu.getResponseVariable();

代码中用v2c，并假设community是public，超时时间1秒。获取sysUpTime也就是设备启动时间。如果有返回，认为节点存在且SNMP协议已启动。

本例子就ping这么多。如果做一个真正的综合设备网管，可以先获得设备的标识OID，判断其设备厂商和型号，然后加载对应设备支持的MIB进行复杂的监控。

多线程任务

由于一个网段需要ping的地址很多，一个线程会很慢。所以这个例子中使用很多线程并发进行。例如192.168.1.*里面有254个可能节点，就用10个线程去分头ping然后汇总。这个让人想起网络蚂蚁。于是就做了一个类似网络蚂蚁的界面。

其中，每个球是一个可能存在的节点地址。每个红色的球是一个线程正在ping这个节点。灰色的球是已经被ping过证明不存在或无法ping通的地址。绿色球是已经ping通，存在的节点。

通过调节线程的数量，可以掌握网络发现的速度。一般这254个节点，可以在30秒到60秒内完成。

拓扑呈现

拓扑呈现用TWaver就行了。每次发现一个存在的节点，往Network中new一个Node，设置一个图标即可。同时，在网段节点（一个云形图标的节点）和计算机节点创建一个连线。

同时，把拓扑图network组件的弹簧布局打开。这样，每次节点加入，都会像弹簧一样被自动布局到合适的位置，比较动感、有视觉效果。 

1network.getSpringLayouter().setMovableFilter(new MovableFilter() {
2    public boolean isMovable(Element element) {
3       return element != centerNode;
4    }
5});
6network.getSpringLayouter().start();
7network.getSpringLayouter().setLinkRepulsionFactor(2);

另外，一旦ping通，我们在节点上就显示一个windows图标；如果snmp能ping通，再显示一个齿轮的图标。显示效果如下： 

显示图标的代码很简单： 

1        ResizableNode node = new ResizableNode(ipaddress);
2        node.setImage("/demo/main/snmp/images/node.png");
3        node.addAttachment("winxp");
4        node.putAttachmentPosition(TWaverConst.POSITION_TOPLEFT);
5        if (snmpPingOK) {
6            node.addAttachment("snmp");
7        }
8

此外，可以通过windows的“net view hostname”的命令来查看一个机器的共享信息。我们做一个右键菜单，将执行命令结果显示出来： 

显示结果如下： 
 

结果显示，这台test计算机上有“move”、“SharedDocs”两个共享目录，以及三个共享打印机。实现的代码如下：

 1import java.io.*;
 2
 3import java.awt.*;
 4import java.awt.event.*;
 5import javax.swing.*;
 6
 7import twaver.*;
 8import twaver.network.*;
 9
10public class SnmpPopupMenuFactory implements PopupMenuFactory {
11
12    private TNetwork network = null;
13
14    public SnmpPopupMenuFactory(TNetwork network) {
15        this.network = network;
16    }
17
18    public JPopupMenu getPopupMenu(DataBoxSelectionModel dataBoxSelectionModel, Point point) {
19        if (network.getDataBox().getSelectionModel().size() == 1) {
20            Element element = network.getDataBox().getSelectionModel().lastElement();
21            if (element instanceof ResizableNode) {
22                final Node node = (Node) element;
23
24                JPopupMenu menu = new JPopupMenu();
25                JMenuItem item = new JMenuItem("View this computer");
26                item.addActionListener(new ActionListener() {
27
28                    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
29                        String result = executeCommand("net view <a>\\\\</a>" + node.getName());
30                        if (result != null && !result.trim().isEmpty()) {
31                            JOptionPane.showMessageDialog(network, result);
32                        } else {
33                            JOptionPane.showMessageDialog(network, "No information available.");
34                        }
35                    }
36                });
37                menu.add(item);
38
39                return menu;
40            }
41        }
42        return null;
43    }
44
45    private static String executeCommand(String command) {
46        try {
47            Process p = Runtime.getRuntime().exec(command);
48            InputStreamReader ir = new InputStreamReader(p.getInputStream());
49            LineNumberReader input = new LineNumberReader(ir);
50
51            String result = null;
52            String line = input.readLine();
53            while (line != null) {
54                if (result == null) {
55                    result = line;
56                } else {
57                    if (!line.trim().equalsIgnoreCase("")) {
58                        result = result + "\n" + line.trim();
59                    }
60                }
61                line = input.readLine();
62            }
63            return result;
64        } catch (IOException ex) {
65            ex.printStackTrace();
66        }
67        return null;
68    }
69
70    //可以用这两行代码来测试test机器的返回结果。
71    public static void main(String[] args) {
72        String result = executeCommand("net view <a>\\\\test</a>");
73        System.out.println(result);
74    }
75}
76

链路探测与告警 

在所有的节点被探索结束并放入界面后，我们可以起一个线程，周期性对每个节点进行ping。一旦无法ping通，生成告警，显示在拓扑图中。 

 1Thread linkCheckThread = new Thread() {
 2
 3            @Override
 4            public void run() {
 5                while (true) {
 6                    try {
 7                        Thread.sleep(3000);
 8                        if (!network.getDataBox().isEmpty()) {
 9                            Collection elements = network.getDataBox().getAllElements();
10                            Iterator it = elements.iterator();
11                            while (it.hasNext()) {
12                                final Element element = (Element) it.next();
13                                if (element instanceof ResizableNode) {
14                                    final String ipaddress = element.getID().toString();
15                                    final boolean pingOK = ping(ipaddress);
16
17                                    SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
18
19                                        public void run() {
20                                            Alarm alarm = new Alarm();
21                                            if (!pingOK) {
22                                                alarm.setAlarmSeverity(AlarmSeverity.CRITICAL);
23                                            } else {
24                                                if (element.getAlarmState().isEmpty()) {
25                                                    return;
26                                                }
27                                                alarm.setAlarmSeverity(AlarmSeverity.CLEARED);
28                                            }
29                                            alarm.setElementID(ipaddress);
30                                            alarm.setProbableCause(AlarmProbableCause.LINE_INTERFACE_FAILURE);
31                                            box.getAlarmModel().addAlarm(alarm);
32                                        }
33                                    });
34                                }
35                            }
36                        }
37                    } catch (InterruptedException ex) {
38                        ex.printStackTrace();
39                    }
40                }
41            }
42        };
43        linkCheckThread.start();
44    }
45

将告警放置在一个告警表格中： 

 同时，让告警表和拓扑图共享一个DataBox，于是告警就会在拓扑中显示：

最终效果以及源代码下载 

这是用这个小程序探索我们办公室的网络结构。你的呢？也可以发上来看看！ 

源代码、第三方lib包、可执行包、run.bat都在附件中，请大家自行下载。请确保安装了JAVA 6。解压后双击run.bat即可。在弹出的对话框中点击start按钮即可进行网络自动发现。 

源代码和可执行文件点击下载

snmp_demo.zip

GOOD LUCK & HAVE FUN!