远程主机信息采集工具的设计与实现

远程主机信息采集工具的设计与实现

学生姓名： 指导老师：

摘 要 本课程设计是在Windows系统中，通过软件MyEclipse使用java语言完成的一个远程主机信息采集工具。系统基于C/S模式，服务器端负责采集本机信息并通过套接字来实现数据传输，客户端接收到信息后将信息以列表的形式显示。用户通过分析采集信息可以了解到局域网甚至广域网的运行情况、设备状况等，从而实现更好的管理整个网络。

关键词 java；远程信息采集工具；Socket套接字；网络安全

1 引 言

1.1本文主要内容

本文第一节主要说明本设计的背景及目的；第二节介绍了本设计所涉及的基本原理；第三节详细描述了远程主机信息采集工具的设计步骤、部分源代码以及系统测试结果；第四节结束语以及相关参考文献。

1.2 设计平台及设计语言

本系统是在win7操作系统上，通过MyEclipse软件使用java语言设计编写完成的。

1.3 设计背景及目的

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随着局域网技术的不断发展，它所带来的管理问题日益严重，根据权威机构统计：85%以上的信息安全事件是有内部局域网中的终端主机引起的。

通过采集分析网络内部主机信息数据，可以了解到整个局域网乃至整个广域网的运行态势、网络安全状况、用户行为模式等信息，为网络的运行和维护提供了重要依据，由此可见，采集主机的信息并汇总分析是网络管理不可或缺的一部分。因此，远程主机信息采集工具是开发势在必行。

远程主机信息采集系统通过对网络内部筑基信息的软硬件各类信息采集，并加以分析研究，能够对不符合安全要求的程序设备向管理员发出警告，以达到减少网络管理问题的目的。

1.4 课程设计的基本任务

本系统要求能采集指定主机基本信息，并将采集到的信息发送给指定用户。计划将系统做成C/S模式，服务器端负责采集信息并监听客户端请求，客户端向服务器请求获取采集到的信息，服务器与客户端使用Socket完成数据交互。

2 设计原理

2.1 Socket通信原理

Socket是进程通讯的一种方式，即调用这个网络库的一些API函数实现分布在不同主机的相关进程之间的数据交换。

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Socket在应用程序中创建，通过绑定与网络驱动建立关系。此后，应用程序送给Socket的数据，由Socket交给网络驱动程序向网络上发送出去。计算机从网络上收到与该Socket绑定IP地址和端口号相关的数据后，由网络驱动程序交给Socket，应用程序便可从该Socket中提取接收到的数据，网络应用程序就是这样通过Socket进行数据的发送与接收的。

根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标，套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

（1）服务器监听：是服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态。

（2）客户端请求：是指由客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

（3）连接确认：是指当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求，它就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，连接就建立好了。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

2.2 C/S模式

在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户/服务器（Client/Server, C/S）模式，即客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求后，提供

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相应的服务。客户/服务器模式的建立基于以下两点：

（1）首先，建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用。

（2）其次，网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基于客户/服务器模式的TCP/IP。

服务器端：

其过程是首先服务器方要先启动，并根据请求提供相应服务：

（1）打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一公认地址上的某端口（如FTP的端口可能为21）接收客户请求；

（2）等待客户请求到达该端口；

（3）接收到客户端的服务请求时，处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求，要激活一新进程来处理这个客户请求（如UNIX系统中用fork、exec）。新进程处理此客户请求，并不需要对其它请求作出应答。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。

（4）返回第（2）步，等待另一客户请求。

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（5）关闭服务器

客户端：

（1）打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口；

（2）向服务器发服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求......

（3）请求结束后关闭通信通道并终止。

2.3 本系统设计原理

本系统能够实现对指定IP主机信息采集功能。系统分为服务器端和客户端，服务器端运行在需要尽心信息采集的主机上，客户端运行在用户主机。

服务器端运行后创建套接字，并采集本地主机信息，例如：主机名、主机域名、用户名、主机IP地址、MAC地址、操作系统的名称、架构、版本等信息，并通过Socket向网络发送出去。

客户端执行后，创建套接字，向服务器发出请求，通过Socket获取服务器端采集的主机信息，并将信息以列表的形式显示给用户。

3 设计步骤

3.1 程序设计

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3.1.1 客户端

客户端主要的通信部分的编程思路如下:当客户端产生一个事件激活事件，在本程序中为点击一个按钮，首先创建套结字，绑定远程主机的ip和端口，与远程主机进行连接，创建输入流，用来接收存储远程主机发送的主机信息。然后把从远程主机采集过来的信息显示出来。程序流程图如图3.1。

图3.1 客户端流程图

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3.1.2 服务器端

服务器端有两个模块，为通信模块和信息采集模块，通信模块负责和服务器端进行连接和数据的传送，信息采集模块用来采集本机的主机信息。

通信模块的思路和客户端类似，创建套接字并监听客户端的连接，建立连接后调用信息采集模块，信息采集部分通过调用Java的有关采集主机信息的API完成主机信息的采集，把最后采集的信息发送给客户端。程序流程如图3.2。

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图3.2 服务器端流程图

3.2 程序实现

3.2.1 客户端通信模块

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当用户输入指定IP以及端口，点击获取之后，执行以下程序代码，创建套接字，向服务器请求主机信息，获取信息后关闭套接字。具体代码如下：

private void jButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent throws UnknownHostException, IOException {

ip = jTextField1.getText();

port = Integer.parseInt(jTextField2.getText());//转换为int型

Socket socket = new Socket(ip, port);//创建套接字

DataInputStream dataInputStream = DataInputStream(socket.getInputStream());//数据输入流

DataOutputStream dataOutputStream = DataOutputStream(socket.getOutputStream());//数据输出流

String hostInfo = dataInputStream.readUTF();//获取服务器信息

jTextArea1.setText(hostInfo);

dataInputStream.close();//关闭输入流

dataOutputStream.close();//关闭输出流

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evt)

new

new

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socket.close();

}

3.2.2 服务器端模块

服务器分为通信模块和信息采集模块。通信模块与客户端通信模块一样。信息采集模块实现了对主机信息的采集，当执行时，创建一个StringBuilder类，用来保存采集到的主机信息。程序通过调用系统方法getenv()获取主机名、主机域名、用户名；调用系统方法getProperties()获取操作系统版名称、架构、版本；调用getLocalHost()获取IP地址；调用getHardwareAddress()获取MAC地址，并通过一个for循环转换MAC地址格式。具体程序如下：

public StringBuilder getHostInfo() {

StringBuilder infoBuilder = new StringBuilder();

/**

* 获取主机名称、用户名、域名

*/

Map map = System.getenv();//获得键值对

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infoBuilder.append(\"\\n主机用户名：\" + map.get(\"USERNAME\"));// 获取用户名

infoBuilder.append(\"\\n主机名称：\" +map.get(\"COMPUTERNAME\"));// 获取计算机名

infoBuilder.append(\"\\n主机域名：\" + map.get(\"USERDOMAIN\") + \"\\n\");// 获取计算机域名

/**

* 获取主机ip，mac

*/

try {

InetAddress inetAddress = InetAddress.getLocalHost();//获得本地IP地址

System.out.println(inetAddress);

NetworkInterface networkInterface =

NetworkInterface.getByInetAddress(inetAddress);//获取本地网卡

String ip = inetAddress.getHostAddress().toString(); // 获取主机ip

byte[] mac = networkInterface.getHardwareAddress();// 获取主机Mac

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String sMAC = \"\";

Formatter formatter = new Formatter();

for (int i = 0; i < mac.length; i++) {

sMAC = formatter.format(Locale.getDefault(), \"%02X%s\", mac.length - 1) ? \"-\" : \"\")

.toString();//Mac地址格式转换

}

infoBuilder.append(\"\\n主机IP：\" + ip);//添加到infoBuilder中

infoBuilder.append(\"\\n主机MAC：\" + sMAC + \"\\n\");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

/**

* 获取主机操作系统信息

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mac[i], < (i 远程主机信息采集工具的设计与实现

*/

Properties props = System.getProperties();

infoBuilder.append(\"\\n操作系统的名称：\" + props.getProperty(\"os.name\"));

infoBuilder.append(\"\\n操作系统的构架：\" + props.getProperty(\"os.arch\"));

infoBuilder.append(\"\\n操作系统的版本：\" + props.getProperty(\"os.version\"))；

return infoBuilder;

}

3.3 测试结果

此次测试以本机作为测试对象，首先运行服务器端，进行信息采集，运行结果如图3.3所示。

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图3.3 服务器运行截图

当用户在客户端输入指定IP，本测试使用本地主机作为测试，输入127.0.0.1，点击获取，采集的主机信息以列表的形式显示文本框中。测试结果如图3.4所示。

图3.4 主机信息采集测试截图

4 结束语

本次课程设计的课题是设计实现一个简单的端口扫描工具，此次课程设计程序在MyEclipse软件中使用java编写，该工具可采集指定IP的远程主机的基本信息，并以本地主机作为测试。经过这两个星期的课程设计，通过图书馆和网上查找资料，顺利完成了设计和开发，远程筑基信息采集工具开发完毕。

在整个设计过程中，出现过很多的问题，得到了老师和同学的帮助，在不断学习的过

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程中我体会到这次课程设计是一个不断学习的过程，从设计初的模糊认识到最后能够顺利完成，我体会到在实践中学习的重要性。设计过程中，由于要实现某些功能，网上资源解决了我的问题。多借鉴网络资源也是一种很好的学习方法

总之，通过这次课程设计,我深刻体会到要做好一个完整的系统，需要有系统的思维方式和方法，对待一个新的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样对于系统而言才能更加有效。

参考文献

[1] 孙钟秀, 费翔林, 骆斌. 操作系统教程（第4版） [M]. 北京: 高等教育出版社, 2008

[2] Y. Daniel Liang . Java语言程序设计基础篇. 北京：机械工业出版社，2011

[3] 范建华、胥光辉、张涛 等译．TCP/IP详解 卷1：协议．机械工业出版社．2009年第1版。

[4] 谢希仁. 计算计网络（第5版） [M]. 北京：电子工业出版社, 2008

[5] 远程主机信息采集工具的设计与实现 --硕士论文

http://www.doc88.com/p-9025922280352.html

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[6] 基于WMI远程主机信息采集系统的设计与实现--《数字通信》

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SZTX201106019.htm

附件 1 ：远程主机信息采集工具源程序代码

（1）客户端源代码

/*

* Client.java

*

* Created on __DATE__, __TIME__

*/

package com.client;

import java.io.DataInputStream;

import java.io.DataOutputStream;

import java.io.IOException;

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import java.net.Socket;

import java.net.UnknownHostException;

/**

*

* @author __USER__

*/

public class Client extends javax.swing.JFrame {

private int port;

private String ip;

private boolean isVis = false;

/** Creates new form Client */

public Client() {

initComponents();

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}

/** This method is called from within the constructor to

* initialize the form.

* WARNING: Do NOT modify this code. The content of this method is

* always regenerated by the Form Editor.

*/

//GEN-BEGIN:initComponents

//

private void initComponents() {

jLabel1 = new javax.swing.JLabel();

jLabel2 = new javax.swing.JLabel();

jTextField1 = new javax.swing.JTextField();

jTextField2 = new javax.swing.JTextField();

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jButton1 = new javax.swing.JButton();

jScrollPane1 = new javax.swing.JScrollPane();

jTextArea1 = new javax.swing.JTextArea();

setDefaultCloseOperation(javax.swing.WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);

jLabel1.setText(\"\主\机IP\：\");

jLabel2.setText(\"\端\口\号\：\");

jButton1.setText(\"\获\取\");

jButton1.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {

public void actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {

try {

jButton1ActionPerformed(evt);

} catch (UnknownHostException e) {

// TODO Auto-generated catch block

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e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

});

jTextArea1.setColumns(20);

jTextArea1.setRows(5);

jScrollPane1.setViewportView(jTextArea1);

javax.swing.GroupLayout layout = new javax.swing.GroupLayout(

getContentPane());

getContentPane().setLayout(layout);

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layout.setHorizontalGroup(layout

.createParallelGroup(javax.swing.GroupLayout.Alignment.LEADING)

.addGroup(

layout.createSequentialGroup()

.addGroup(

layout.createParallelGroup( javax.swing.GroupLayout.Alignment.LEADING)

addGroup(

layout.createSequentialGroup()

addGap(21, 21,21)

.addComponent(jLabel1) .addPreferredGap(

javax.swing.LayoutStyle.ComponentPlacement.RELATED)

.addComponent( jTextField1,

javax.swing.GroupLayout.DEFAULT_SIZE,183,Short.MAX_VALUE)

addPreferredGap(

javax.swing.LayoutStyle.ComponentPlacement.UNRELATED)

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addComponent(jLabel2)

addPreferredGap(

javax.swing.LayoutStyle.ComponentPlacement.RELATED)

addComponent(jTextField2,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE,37, javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.addPreferredGap(

javax.swing.LayoutStyle.ComponentPlacement.UNRELATED)

.addComponent(jButton1))

.addGroup(layout.createSequentialGroup()

.addGap(35, 35,35)

.addComponent(jScrollPane1,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE,3,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)))

.addContainerGap()));

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layout.setVerticalGroup(layout

.createParallelGroup(javax.swing.GroupLayout.Alignment.LEADING)

.addGroup(

layout.createSequentialGroup()

.addGap(32, 32, 32)

.addGroup(

layout.createParallelGroup(

javax.swing.GroupLayout.Alignment.BASELINE)

.addComponent(jLabel1)

.addComponent(jButton1)

.addComponent(jLabel2)

.addComponent(

jTextField1, javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE,

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javax.swing.GroupLayout.DEFAULT_SIZE,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.addComponent(

jTextField2, javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE,

javax.swing.GroupLayout.DEFAULT_SIZE,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE))

.addGap(18, 18, 18)

.addComponent(jScrollPane1,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE,

187,

javax.swing.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.addContainerGap(38, Short.MAX_VALUE)));

pack();

}//

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//GEN-END:initComponents

private void jButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) throws UnknownHostException, IOException {

ip = jTextField1.getText();

port = Integer.parseInt(jTextField2.getText());//转换为int型

Socket socket = new Socket(ip, port);//创建套接字

DataInputStream dataInputStream = DataInputStream(socket.getInputStream());//数据输入流

DataOutputStream dataOutputStream = DataOutputStream(socket.getOutputStream());//数据输出流

String hostInfo = dataInputStream.readUTF();//获取服务器信息

jTextArea1.setText(hostInfo);

dataInputStream.close();//关闭输入流

dataOutputStream.close();//关闭输出流

socket.close();

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new

new

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}

/**

* @param args the command line arguments

*/

public static void main(String args[]) {//main方法

java.awt.EventQueue.invokeLater(new Runnable() {//实现多线程

public void run() {

new Client().setVisible(true);//设为可见

}

});

}

//GEN-BEGIN:variables

// Variables declaration - do not modify

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private javax.swing.JButton jButton1;

private javax.swing.JLabel jLabel1;

private javax.swing.JLabel jLabel2;

private javax.swing.JScrollPane jScrollPane1;

private javax.swing.JTextArea jTextArea1;

private javax.swing.JTextField jTextField1;

private javax.swing.JTextField jTextField2;

// End of variables declaration//GEN-END:variables

}

（2）服务器通信模块源代码

package com.server;

import java.io.DataInputStream;

import java.io.DataOutputStream;

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import java.io.IOException;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class Server {

private static int port = 20000;

public static void main(String[] args) throws IOException {

HostInfo hostInfo = new HostInfo();

StringBuilder stringBuilder = hostInfo.getHostInfo();

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);//创建套接字

System.out.println(\"Server Start...\");

while (true) {

Socket socket = serverSocket.accept();//接收客户端请求

System.out.println(\"One person was connected...\");

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DataInputStream dataInputStream = new

DataInputStream(socket.getInputStream());

DataOutputStream dataOutputStream = new

DataOutputStream(socket.getOutputStream());

dataOutputStream.writeUTF(stringBuilder.toString());//输出流向管道写数据

dataOutputStream.close();//关闭输出流

dataInputStream.close();//关闭输入流

socket.close();//关闭socket

}

}

}

（3）服务器采集模块源代码

package com.server;

import java.net.InetAddress;

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import java.net.NetworkInterface;

import java.util.Formatter;

import java.util.Locale;

import java.util.Map;

import java.util.Properties;

public class HostInfo {

public StringBuilder getHostInfo() {

StringBuilder infoBuilder = new StringBuilder();

/**

* 获取主机名称、用户名、域名

*/

Map map = System.getenv();//获得键值对

infoBuilder.append(\"\\n主机用户名：\" + map.get(\"USERNAME\"));// 获取用户名

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infoBuilder.append(\"\\n主机名称：\" + map.get(\"COMPUTERNAME\"));// 获取计算机名

infoBuilder.append(\"\\n主机域名：\" + map.get(\"USERDOMAIN\") + \"\\n\");// 获取计算机域名

/**

* 获取主机ip，mac

*/

try {

InetAddress inetAddress = InetAddress.getLocalHost();//获得本地IP地址

System.out.println(inetAddress)；

NetworkInterface networkInterface NetworkInterface.getByInetAddress(inetAddress);//获取本地网卡

String ip = inetAddress.getHostAddress().toString(); // 获取主机ip

byte[] mac = networkInterface.getHardwareAddress();// 获取主机Mac

String sMAC = \"\";

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=

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Formatter formatter = new Formatter();

for (int i = 0; i < mac.length; i++) {

sMAC = formatter.format(Locale.getDefault(), \"%02X%s\mac[i], (i < mac.length - 1) ? \"-\" : \"\")

.toString();//Mac地址格式转换

}

infoBuilder.append(\"\\n主机IP：\" + ip);//添加到infoBuilder中

infoBuilder.append(\"\\n主机MAC：\" + sMAC + \"\\n\")；

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

/**

* 获取主机操作系统信息

*/

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Properties props = System.getProperties();

infoBuilder.append(\"\\n操作系统的名称：\" + props.getProperty(\"os.name\"));

infoBuilder.append(\"\\n操作系统的构架：\" + props.getProperty(\"os.arch\"));

infoBuilder.append(\"\\n操作系统的版本：\" + props.getProperty(\"os.version\"));

return infoBuilder;

}

}

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