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 .InetAddress 和 .Socket，通过例子解释如何模拟 Ping 命令。
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 .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
1. boolean isReachable(int timeout) // 测试地址是否可达
2. boolean isReachable(NetworkInterface netif, int ttl, int
3. // 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。
1. void
2. try{
3. //ping this IP
4.
5. if(address instanceof
6. " is ipv4 address");
7. else
8. if(address instanceof
9. " is ipv6 address");
10. else{
11. " is unrecongized");
12. }
13.
14. if(address.isReachable(5000)){
15. "SUCCESS - ping " + IP + " with no interface specified");
16. else{
17. "FAILURE - ping " + IP + " with no interface specified");
18. }
19.
20. "\n-------Trying different interfaces--------\n");
21.
22. Enumeration<NetworkInterface> netInterfaces =
23. NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
24. while(netInterfaces.hasMoreElements()) {
25. NetworkInterface ni = netInterfaces.nextElement();
26. System.out.println(
27. "Checking interface, DisplayName:" + ni.getDisplayName() + ", Name:"
28. if(address.isReachable(ni, 0, 5000)){
29. "SUCCESS - ping "
30. else{
31. "FAILURE - ping "
32. }
33.
34. Enumeration<InetAddress> ips = ni.getInetAddresses();
35. while(ips.hasMoreElements()) {
36. "IP: "
37. }
38. "-------------------------------------------");
39. }
40. catch(Exception e){
41. "error occurs.");
42. e.printStackTrace();
43. }
44. }
程序输出：
1. --------------START--------------
2.
3. 10.13.20.70
4. 10.13.20.70 with no interface
5.
6. -------Trying different interfaces--------
7.
8. interface, DisplayName:MS TCP Loopback interface, Name:lo
9. 10.13.20.70
10. 127.0.0.1
11. -------------------------------------------
12. interface, DisplayName:Intel(R) Centrino(R) Advanced-N 6200
13. Teefer2 Miniport, Name:eth0
14. 10.13.20.70
15. 9.123.231.40
16. -------------------------------------------
17. interface, DisplayName:Intel(R) 82577LM Gigabit Network Connection -
18. Teefer2 Miniport, Name:eth1
19. 10.13.20.70
20. -------------------------------------------
21. interface, DisplayName:WAN (PPP/SLIP) Interface, Name:ppp0
22. 10.13.20.70
23. 10.0.50.189
24. -------------------------------------------
25.
26. --------------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。
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 .Socket 类中的 connect 方法
1. void connect(SocketAddress endpoint, int timeout) //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。
1. void printReachableIP(InetAddress remoteAddr, int
2. null;
3.
4. Enumeration<NetworkInterface> netInterfaces;
5. try{
6. netInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
7. while(netInterfaces.hasMoreElements()) {
8. NetworkInterface ni = netInterfaces.nextElement();
9. Enumeration<InetAddress> localAddrs = ni.getInetAddresses();
10. while(localAddrs.hasMoreElements()){
11. InetAddress localAddr = localAddrs.nextElement();
12. if(isReachable(localAddr, remoteAddr, port, 5000)){
13. retIP = localAddr.getHostAddress();
14. break;
15. }
16. }
17. }
18. catch(SocketException e) {
19. System.out.println(
20. "Error occurred while listing all the local network addresses.");
21. }
22. if(retIP == null){
23. "NULL reachable local IP is found!");
24. else{
25. "Reachable local IP is found, it is "
26. }
27. }
28.
29. boolean
30. int port, int
31.
32. false;
33. null;
34. try{
35. socket = newSocket();
36. // 端口号设置为 0 表示在本地挑选一个可用端口进行连接
37. new InetSocketAddress(localInetAddr, 0);
38. socket.bind(localSocketAddr);
39. InetSocketAddress endpointSocketAddr =
40. new
41. socket.connect(endpointSocketAddr, timeout);
42. "SUCCESS - connection established! Local: "
43. " remote: "
44. " port"
45. true;
46. catch(IOException e) {
47. "FAILRE - CAN not connect! Local: "
48. " remote: "
49. " port"
50. finally{
51. if(socket != null) {
52. try{
53. socket.close();
54. catch(IOException e) {
55. "Error occurred while closing socket..");
56. }
57. }
58. }
59. return
60. }
运行结果
1. --------------START--------------
2.
3. 127.0.0.1 remote: 10.8.1.50
4. 9.123.231.40 remote: 10.8.1.50
5. 10.0.50.189 remote: 10.8.1.50
6. 10.0.50.189
7.
8. --------------END--------------
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
判断本地地址和远程地址是否同为 IPv4 或者 IPv6
1. // 判断是 IPv4 还是 IPv6
2. if(!((localInetAddr instanceofInet4Address) && (remoteInetAddr instanceofInet4Address)
3. || (localInetAddr instanceofInet6Address) && (remoteInetAddr instanceofInet6Address))){
4. // 本地和远程不是同时是 IPv4 或者 IPv6，跳过这种情况，不作检测
5. break;
6. }
跳过本地地址和 LinkLocal 地址
1. if( localAddr.isLoopbackAddress() ||
2. localAddr.isAnyLocalAddress() ||
3. localAddr.isLinkLocalAddress() ){
4. // 地址为本地环回地址，跳过
5. break;
6. }
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。
