TWaver - 專注UI技術

BlogJava上不少朋友是做網管系統的。一個典型的網絡管理系統，需要具備FCAPS幾個標準模塊，而網絡的自動發現和拓撲展示是核心之一。很多人不喜歡Java的Swing，而本文就用一個很小很小的例子，來模擬一個小小的網絡管理程序，希望能給大家一點啟發。雖然很小，它卻可以完成一個簡單的局域網自動發現搜索、多線程、ICMP和SNMP的ping、節點的生成、拓撲的展示、自動布局等功能。繼續改巴改巴也許還有點使用價值也未可知。

如果不喜歡研究代碼，就當它是一個趣味程序吧！你可以在公司的網絡里面搜索一把，把同事的機器都挖出來，看看你們公司的網絡結構是怎樣的；如果喜歡研究代碼，可以看看相關SNMP、多線程和拓撲圖展示的部分，雖然很簡單，就當看肥皂劇消遣了。

Ping和SNMP PING

這個程序的自動發現比較簡單，就是對所在的網段進行便利搜索。首先，獲得本機的網址以及所在的網段。例如，如果本機的地址是192.168.1.122，那么所在的網段自然就是192.168.1.0。然后，將這個網段中所有可能存在的IP地址進行拆分，并通過多線程進行任務分配，一個一個的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來Ping機器，有兩個做法。一個是傳統的調用命令行執行Ping命令的做法。這種做法的好處是速度快，比較可靠。缺點是，不同的操作系統，甚至Windows的不同版本，其執行和返回結果格式都可能不同，造成跨平臺的不便以及代碼的啰嗦。第二個方法自然就是使用大家都熟知的Java 5提供的InetAddress的isReachable方法。這個方法本來應當很好，可是在實際使用中就會發現，它不大靈光。超時時間設置短了吧，就ping不through；長了把，又賊慢。網上不少人都反映和抱怨這個問題。仔細研究這個isReachable，會發現更多的問題。1、它不是線程安全的。也就是說，為了提高速度而使用多線程進行多節點并行ping，會導致不安全的返回結果。這個問題挺致命。2、這個函數并非使用ICMP的ping，而是僅僅用TCP連一下7號端口而已：

 寫道

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

又慢又線程不安全就比較不爽了。還可以使用上面提到的JPCAP這個庫來完成。這個庫的地址是：

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

不管怎么說，一個小小的ping還是挺麻煩。不過本例子由于僅僅是示例小程序，還是使用了isReachable方法，簡化代碼。

在ping通一個機器后，接下來再使用SNMP進行ping。做過SNMP網管的朋友知道，所謂SNMP Ping其實就是用SNMP去get一個非常基本的OID看對方有無反應。如果能夠返回數據，說明這是一個SNMP節點，可以通過SNMP配合MIB庫去獲取更多的業務數據。例如磁盤、CPU、內存、端口力量等等基本的信息，都有相關的SNMP MIB進行定義。

這個例子使用了Westhawk’s SNMP stack這個SNMP協議棧，一個輕量的、Java的、開源的、免費的SNMP協議棧，實現了SNMPv1、SNMPv2c以及SNMPv3 (包括MD5和SHA1以及DES, AES加密算法)。地址在這里：

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

使用Westhawk’s SNMP做一個簡單的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();

代碼中用v2c，并假設community是public，超時時間1秒。獲取sysUpTime也就是設備啟動時間。如果有返回，認為節點存在且SNMP協議已啟動。

本例子就ping這么多。如果做一個真正的綜合設備網管，可以先獲得設備的標識OID，判斷其設備廠商和型號，然后加載對應設備支持的MIB進行復雜的監控。

多線程任務

由于一個網段需要ping的地址很多，一個線程會很慢。所以這個例子中使用很多線程并發進行。例如192.168.1.*里面有254個可能節點，就用10個線程去分頭ping然后匯總。這個讓人想起網絡螞蟻。于是就做了一個類似網絡螞蟻的界面。

其中，每個球是一個可能存在的節點地址。每個紅色的球是一個線程正在ping這個節點。灰色的球是已經被ping過證明不存在或無法ping通的地址。綠色球是已經ping通，存在的節點。

通過調節線程的數量，可以掌握網絡發現的速度。一般這254個節點，可以在30秒到60秒內完成。

拓撲呈現

拓撲呈現用TWaver就行了。每次發現一個存在的節點，往Network中new一個Node，設置一個圖標即可。同時，在網段節點（一個云形圖標的節點）和計算機節點創建一個連線。

同時，把拓撲圖network組件的彈簧布局打開。這樣，每次節點加入，都會像彈簧一樣被自動布局到合適的位置，比較動感、有視覺效果。 

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，我們在節點上就顯示一個windows圖標；如果snmp能ping通，再顯示一個齒輪的圖標。顯示效果如下： 

顯示圖標的代碼很簡單： 

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，可以通過windows的“net view hostname”的命令來查看一個機器的共享信息。我們做一個右鍵菜單，將執行命令結果顯示出來： 

顯示結果如下： 
 

結果顯示，這臺test計算機上有“move”、“SharedDocs”兩個共享目錄，以及三個共享打印機。實現的代碼如下：

 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    //可以用這兩行代碼來測試test機器的返回結果。
71    public static void main(String[] args) {
72        String result = executeCommand("net view <a>\\\\test</a>");
73        System.out.println(result);
74    }
75}
76

鏈路探測與告警 

在所有的節點被探索結束并放入界面后，我們可以起一個線程，周期性對每個節點進行ping。一旦無法ping通，生成告警，顯示在拓撲圖中。 

 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

將告警放置在一個告警表格中： 

 同時，讓告警表和拓撲圖共享一個DataBox，于是告警就會在拓撲中顯示：

最終效果以及源代碼下載 

這是用這個小程序探索我們辦公室的網絡結構。你的呢？也可以發上來看看！ 

源代碼、第三方lib包、可執行包、run.bat都在附件中，請大家自行下載。請確保安裝了JAVA 6。解壓后雙擊run.bat即可。在彈出的對話框中點擊start按鈕即可進行網絡自動發現。 

源代碼和可執行文件點擊下載

snmp_demo.zip

GOOD LUCK & HAVE FUN!