基于安卓平臺(tái)的遠(yuǎn)程監(jiān)控linux系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)

孫仲揚(yáng)

摘要：越來越多的設(shè)備使用linux作為操作系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷，一般都將設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)（或者局域網(wǎng)），再由一臺(tái)電腦接入該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄，達(dá)到數(shù)據(jù)交換，傳輸?shù)哪康摹?/p>

如今，安卓手機(jī)已經(jīng)相當(dāng)普及，由于操作手機(jī)的便捷性，人們操作電腦的時(shí)間越來越少，使用手機(jī)越來越多，本設(shè)計(jì)基于安卓系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)linux系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，便于設(shè)備使用人員及管理人員使用，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且有利于之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析挖掘。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程登錄;遠(yuǎn)程監(jiān)控;linux系統(tǒng)設(shè)備

中圖分類號(hào)：TP277?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）16-0038-02

方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：

1 ssh 遠(yuǎn)程登錄

1.1 ssh簡介。SSH[1] （Secure Shell，安全協(xié)議外殼）是由 IETF （ Internet Engineering Task Force，國際 互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）制定的一族協(xié)議，提供安全遠(yuǎn)程登錄、安全文件傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)服務(wù)功 能，還可以為其它應(yīng)用層協(xié)議提供安全“通道”。SSH 對(duì)服務(wù)端和客戶端提供相互的 身份驗(yàn)證功能，并且保證傳輸數(shù)據(jù)的加密性和完整性。使用 SSH 還有一個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)：它會(huì)壓縮傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，縮短傳輸所需的時(shí)間。SSH 協(xié)議的軟件程序由客戶端和服務(wù)器兩部分組成，以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層和傳輸層為基礎(chǔ) [2]。

1.2 ssh驗(yàn)證。從客戶端來看，SSH提供兩種級(jí)別的安全驗(yàn)證。

第一種級(jí)別（基于口令的安全驗(yàn)證）

只要你知道自己帳號(hào)和口令，就可以登錄到遠(yuǎn)程主機(jī)。所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都會(huì)被加密，但是不能保證你正在連接的服務(wù)器就是你想連接的服務(wù)器[3]。可能會(huì)有別的服務(wù)器在冒充真正的服務(wù)器，也就是受到“中間人”這種方式的攻擊。

第二種級(jí)別（基于密匙的安全驗(yàn)證）

需要依靠密匙，也就是你必須為自己創(chuàng)建一對(duì)密匙，并把公用密匙放在需要訪問的服務(wù)器上。如果你要連接到SSH服務(wù)器上，客戶端軟件就會(huì)向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求用你的密匙進(jìn)行安全驗(yàn)證。服務(wù)器收到請(qǐng)求之后，先在該服務(wù)器上你的主目錄下尋找你的公用密匙，然后把它和你發(fā)送過來的公用密匙進(jìn)行比較。如果兩個(gè)密匙一致，服務(wù)器就用公用密匙加密“質(zhì)詢”（challenge）并把它發(fā)送給客戶端軟件。客戶端軟件收到“質(zhì)詢”之后就可以用你的私人密匙解密再把它發(fā)送給服務(wù)器。

用這種方式，你必須知道自己密匙的口令。但是，與第一種級(jí)別相比，第二種級(jí)別不需要在網(wǎng)絡(luò)上傳送口令。

綜上所述，選用安全的ssh協(xié)議來登錄linux設(shè)備。驗(yàn)證方式由于驗(yàn)證的數(shù)控機(jī)床只支持賬號(hào)和口令的方式，所以選用第一種方式。

1.3 ssh庫選用。在本項(xiàng)目中引入jsch庫，jsch 是一個(gè)基于ssh的java庫，可以支持安卓設(shè)備用于ssh登錄以及文件傳輸，shell腳本操作，由于android基于java語言進(jìn)行開發(fā)，所以可以以導(dǎo)入jar包的方式導(dǎo)入jsch庫。

1.4異步任務(wù)庫選用。

此外，還有一個(gè)很重要的庫。Rx（ReactiveX，響應(yīng)式編程）是一種事件驅(qū)動(dòng)的基于異步數(shù)據(jù)流的編程模式，整個(gè)數(shù)據(jù)流就像一條河流，它可以被觀測（監(jiān)聽），過濾，操控或者與其他數(shù)據(jù)流合并為一條新的數(shù)據(jù)流。而RxJava是.Net Rx在JVM上的實(shí)現(xiàn)。RxJava可以應(yīng)用于大部分基于JVM的語言，如Scala，Groovy等。

Rxjava引入，用于異步任務(wù)操作，并且可以在主線程子線程中切換，因?yàn)檫B接，傳輸文件屬于耗時(shí)操作，不能夠在主線程中進(jìn)行，rxjava還帶有錯(cuò)誤處理機(jī)制，在連接錯(cuò)誤的時(shí)候可以進(jìn)行處理。

RxJava特點(diǎn)

·函數(shù)響應(yīng)式編程

·異步

·事件驅(qū)動(dòng)的

·基于觀察者模式

·專門的出錯(cuò)處理，當(dāng)使用RxJava出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，它不會(huì)直接拋出異常，而是會(huì)執(zhí)行OnError（）方法;

·并發(fā)，可以很容易實(shí)現(xiàn)多線程

1.5建立連接。

private void initPingCNCData（final String ip， final String password， final CallbackContext callbackContext）{

Observable.create（new Observable.OnSubscribe（） {

@Override

public void call（Subscriber<？ super String> subscriber） {

//1.ping device，檢測對(duì)方ip是否能聯(lián)通

boolean res = AllUitls.ping（ip， 3）;

//2.建立session連接

JSch jsch = new JSch（）;

try {

session = jsch.getSession（HOST， ip， 22）;

session.setPassword（password）;

session.connect（）;

int result = 0;

//根據(jù)返回值判斷是否連接成功

if （！res） {

callbackContext.error（"connectfalse"）;

} else {

subscriber.onNext（"Device connected"）;

//建立連接完成，可讀取數(shù)據(jù)

getFilesInfo （session）;

subscriber.onCompleted（）;

}

} catch （JSchException e） {

e.printStackTrace（）;

}

}

}

}）.subscribeOn（Schedulers.io（））

.timeout（20， TimeUnit.SECONDS）

.observeOn（AndroidSchedulers.mainThread（））

.subscribe（new Subscriber（） {

@Override

public void onError（Throwable throwable） {

callbackContext.error（"connectfalse"）;

}

@Override

public void onNext（String str） {

//連接成功，接下來的工作在這里進(jìn)行

}

}）;

}

2 scp讀取文件

scp是secure copy的縮寫，是用來進(jìn)行遠(yuǎn)程文件拷貝的。數(shù)據(jù)傳輸使用 ssh，并且和ssh 使用相同的認(rèn)證方式，提供相同的安全保證。

scp命令是 SSH 中最方便有用的命令了，試想，在兩臺(tái)服務(wù)器之間直接傳送文件，僅僅用 scp 一個(gè)命令就完全解決了。你可以在一臺(tái)服務(wù)器上以 root 身份運(yùn)行 #scp servername：/home/ftp/pub/file1 ./ 這樣就把另一臺(tái)服務(wù)器上的文件 /home/ftp/pub/file1 直接傳到本機(jī)器的當(dāng)前目錄下，當(dāng)然你也可以用 #scp /tmp/file2 servername：/boot 把本機(jī)上的文件 /tmp/file2 送到另一臺(tái)機(jī)器的 /boot 目錄下。而且整個(gè)傳送過程仍然是用 SSH 加密的

private int getFilesInfo（String fileFullPath， Session session） {

int res = -1;

String[] arg = new String[2];

arg[0] = fileFullPath;

arg[1] = cordova.getActivity（）.getFilesDir（） + File.separator + temp;

int count = 3;

do {

res = ScpFrom.scpFrom（arg， session）;

count--;

} while （res ！= 0 && count ！= 0）;

return res;

}

3 安卓設(shè)備讀取xml文件并解析

可擴(kuò)展標(biāo)記語言，標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言的子集，是一種用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語言。

在電子計(jì)算機(jī)中，標(biāo)記指計(jì)算機(jī)所能理解的信息符號(hào)，通過此種標(biāo)記，計(jì)算機(jī)之間可以處理包含各種的信息比如文章等。它可以用來標(biāo)記數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)類型，是一種允許用戶對(duì)自己的標(biāo)記語言進(jìn)行定義的源語言。它非常適合萬維網(wǎng)傳輸，提供統(tǒng)一的方法來描述和交換獨(dú)立于應(yīng)用程序或供應(yīng)商的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。是Internet環(huán)境中跨平臺(tái)的、依賴于內(nèi)容的技術(shù)，也是當(dāng)今處理分布式結(jié)構(gòu)信息的有效工具。早在1998年，W3C就發(fā)布了XML1.0規(guī)范，使用它來簡化Internet的文檔信息傳輸。

Pull解析XML：

Xml pull提供了開始元素和結(jié)束元素，當(dāng)某個(gè)元素開始時(shí)，我們可以調(diào)用parser.nextText從XML文檔中提取所有字符數(shù)據(jù)。當(dāng)解釋到一個(gè)文檔結(jié)束時(shí)，自動(dòng)生成EndDocument

常用接口類：XmlPullParser， XmlSreializer， XmlPullParserFactory

特點(diǎn)是代碼實(shí)現(xiàn)較為簡單，非常適合移動(dòng)設(shè)備，安卓系統(tǒng)內(nèi)置pull解析器，而且安卓系統(tǒng)內(nèi)部默認(rèn)使用pull來解析xml文件

case XmlPullParser.START_TAG：

if （parser.getName（）.equals（"Name"）） {

String temp = parser.nextText（）;

if （temp.contains（"SINUMERIK"）） {

res += "{＼＼＼＼"name＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + temp + "＼＼＼＼"，";

}

} else if （parser.getName（）.equals（"MLFB"）） {

res += "＼＼＼＼"mlfb＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + parser.nextText（）+ "＼＼＼＼"，";

}

else if （parser.getName（）.equals（"SerialNo"）） {

res += "＼＼＼＼"serialno＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + parser.nextText（）+ "＼＼＼＼"，";

}

else if （parser.getName（）.equals（"HW-ID"）） {

res += "＼＼＼＼"hwid＼＼＼＼"：＼＼＼＼"" + parser.nextText（）+ "＼＼＼＼"，";

finishFlag = false;

}

break;

case XmlPullParser.END_TAG：

break;

4 將解析出來的信息存入安卓本地sqlite數(shù)據(jù)庫

SQLite是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，是遵守ACID的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它包含在一個(gè)相對(duì)小的C庫中。它是D.RichardHipp建立的公有領(lǐng)域項(xiàng)目。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是嵌入式的，而且目前已經(jīng)在很多嵌入式產(chǎn)品中使用了它，它占用資源非常的低，在嵌入式設(shè)備中，可能只需要幾百K的內(nèi)存就夠了。它能夠支持Windows/Linux/Unix等等主流的操作系統(tǒng)，同時(shí)能夠跟很多程序語言相結(jié)合，比如 Tcl、C#、PHP、Java等，還有ODBC接口，同樣比起Mysql、PostgreSQL這兩款開源的世界著名數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來講，它的處理速度比他們都快。SQLite第一個(gè)Alpha版本誕生于2000年5月。

安卓系統(tǒng)中使用的就是sqlite數(shù)據(jù)庫。在本系統(tǒng)中應(yīng)用對(duì)sqlite進(jìn)行封裝后的Ormlite框架。

OrmLite是一個(gè)數(shù)據(jù)庫操作輔助的開源框架，底層還是Sqlite。O-R-M是Object relational mapping（對(duì)象關(guān)系映射）的縮寫，即業(yè)務(wù)實(shí)體對(duì)象與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之間的映射。對(duì)象中的屬性與數(shù)據(jù)庫表中的字段一一對(duì)應(yīng)。OrmLite直接操作業(yè)務(wù)對(duì)象，隱藏了數(shù)據(jù)庫操作的細(xì)節(jié)，使我們不用通過sql語句與數(shù)據(jù)庫打交道。OrmLite通過Java注解的方式與數(shù)據(jù)庫建立映射關(guān)系。

建立javabean文件，用來映射數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)，建立ormlitedatabasehelper建立java與sqlite數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系，將解析出來的xml數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。

public void upDateParam（String key， String value， String type， String user_name， String project_name， int paramnum） throws SQLException {

ParamAll paramAll = getParamEach（type， key， user_name， project_name， paramnum）.get（0）;

paramAll.setValue（value）;

Dao dao = getDao（ParamAll.class）;

dao.update（paramAll）;

}

5 讀取數(shù)據(jù)庫信息并顯示在手機(jī)屏幕上屏幕

通過Ormlitedatabasehelper讀取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，寫入手機(jī)屏幕相應(yīng)的布局當(dāng)中。

textView1.setText（listview.get（0））;

textView2.setText（listview.get（1））;

textView3.setText（listview.get（2））;

textView4.setText（listview.get（3））;

textView5.setText（listview.get（4））;

6 驗(yàn)證

將一臺(tái)數(shù)控機(jī)床（Linux操作系統(tǒng)）接入局域網(wǎng)，設(shè)置好登錄名，密碼，以及ip地址。將手機(jī)連入該網(wǎng)絡(luò)，打開app進(jìn)行連接，讀取機(jī)床參數(shù)，并顯示在界面上

7 總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)，可以在任何安卓端獲取設(shè)備狀態(tài)信息，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備故障報(bào)警時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行處理，大大提高了設(shè)備運(yùn)行效率。

缺點(diǎn)，實(shí)時(shí)性有待提高，只能在用戶想要讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候去讀取數(shù)據(jù)，如果要持續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取要建立更長時(shí)間的連接，可以應(yīng)用安卓系統(tǒng)的service組件進(jìn)行后臺(tái)活動(dòng)，持續(xù)讀取設(shè)備信息。

在網(wǎng)絡(luò)條件不好的情況下會(huì)讀取失敗，應(yīng)該建立更完善的容錯(cuò)機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

[1]BARRETT D J， SILVERMANN R E. SSH， The Secure Shell[M]. Sebastopol， CA：O'Reilly， 2001.

[2]史倩竹. SSH 協(xié)議分析與研究.第 15 屆全國計(jì)算機(jī)新科技與計(jì)算機(jī)繼續(xù)教育學(xué)術(shù)會(huì)議，秦皇 島，2004.

[3]Petersen R Linux技術(shù)大全I(xiàn)-M].北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，2002：155～156