Java实践 — SSH远程执行Shell脚本

1. SSH简介

        SSH是Secure Shell的缩写，一种建立在应用层和传输层基础上的安全协议。SSH在连接和传送过程中会加密所有数据，可以用来在不同系统或者服务器之间进行安全连接。SSH提供两种的安全验证方式：基于密码的认证和基于密匙的认证。其中，基于密码的认证比较简单，只要知道远程主机的用户名和密码，就可以进行登录。基于密匙的认证比较麻烦，而且连接比较耗时，这里不详细介绍。
        有很多基于SSH协议的客户端，例如：PuTTY、OpenSSH、Xshell 4等，可以远程连接几乎所有UNIX平台。同时，可以通过Linux命令行ssh uername@host连接到某主机。
        在项目中，如何利用代码实现SSH，远程执行Shell脚本呢？JSch是Java Secure Channel的缩写，是一个SSH2功能的纯Java实现，具体信息可以参考JSch官网。它允许你连接到一个SSH服务器，并且可以使用端口转发，X11转发，文件传输等，同时你也可以集成它的功能到你自己的应用程序。在使用前，需要下载并导入JSch包：jsch-0.1.50.jar。

2. 实现原理

        1. 根据远程主机的IP地址，用户名和端口，建立会话（Session）；
        2. 设置用户信息（包括密码和Userinfo），然后连接session；
        3. 在session上建立指定类型的通道（Channel），本文示例中采用ChannelExec类型的；
        4. 设置channel上需要远程执行的Shell脚本，连接channel，就可以远程执行该Shell脚本；
        5. 可以读取远程执行Shell脚本的输出，然后依次断开channel和session的连接。

3. 示例代码及分析

SSHCommandExecutor.java：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Vector;

import com.jcraft.jsch.Channel;
import com.jcraft.jsch.ChannelExec;
import com.jcraft.jsch.JSch;
import com.jcraft.jsch.JSchException;
import com.jcraft.jsch.Session;

/**
* This class provide interface to execute command on remote Linux.
*/

public class SSHCommandExecutor {
private String ipAddress;

private String username;

private String password;

public static final int DEFAULT_SSH_PORT = 22;

private Vector<String> stdout;

public SSHCommandExecutor(final String ipAddress, final String username, final String password) {
this.ipAddress = ipAddress;
this.username = username;
this.password = password;
stdout = new Vector<String>();
}

public int execute(final String command) {
int returnCode = 0;
JSch jsch = new JSch();
MyUserInfo userInfo = new MyUserInfo();

try {
// Create and connect session.
Session session = jsch.getSession(username, ipAddress, DEFAULT_SSH_PORT);
session.setPassword(password);
session.setUserInfo(userInfo);
session.connect();

// Create and connect channel.
Channel channel = session.openChannel("exec");
((ChannelExec) channel).setCommand(command);

channel.setInputStream(null);
BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(channel
.getInputStream()));

channel.connect();
System.out.println("The remote command is: " + command);

// Get the output of remote command.
String line;
while ((line = input.readLine()) != null) {
stdout.add(line);
}
input.close();

// Get the return code only after the channel is closed.
if (channel.isClosed()) {
returnCode = channel.getExitStatus();
}

// Disconnect the channel and session.
channel.disconnect();
session.disconnect();
} catch (JSchException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return returnCode;
}

public Vector<String> getStandardOutput() {
return stdout;
}

public static void main(final String [] args) {
SSHCommandExecutor sshExecutor = new SSHCommandExecutor("xx.xx.xx.xx", "username", "password");
sshExecutor.execute("uname -s -r -v");

Vector<String> stdout = sshExecutor.getStandardOutput();
for (String str : stdout) {
System.out.println(str);
}
}
}

        getSession()只是创建一个session，需要设置必要的认证信息之后，调用connect()才能建立连接。
        调用openChannel(String type) 可以在session上打开指定类型的channel。该channel只是被初始化，使用前需要先调用connect()进行连接。

        Channel的类型可以为如下类型：

shell - ChannelShell 
exec - ChannelExec 
direct-tcpip - ChannelDirectTCPIP 
sftp - ChannelSftp 
subsystem - ChannelSubsystem

        其中，ChannelShell和ChannelExec比较类似，都可以作为执行Shell脚本的Channel类型。它们有一个比较重要的区别：ChannelShell可以看作是执行一个交互式的Shell，而ChannelExec是执行一个Shell脚本。

MyUserInfo：

import com.jcraft.jsch.UserInfo;

/**
* This class provide interface to feedback information to the user.
*/
public class MyUserInfo implements UserInfo {
private String password;

private String passphrase;

@Override
public String getPassphrase() {
System.out.println("MyUserInfo.getPassphrase()");
return null;
}

@Override
public String getPassword() {
System.out.println("MyUserInfo.getPassword()");
return null;
}

@Override
public boolean promptPassphrase(final String arg0) {
System.out.println("MyUserInfo.promptPassphrase()");
System.out.println(arg0);
return false;
}

@Override
public boolean promptPassword(final String arg0) {
System.out.println("MyUserInfo.promptPassword()");
System.out.println(arg0);
return false;
}

@Override
public boolean promptYesNo(final String arg0) {
System.out.println("MyUserInfo.promptYesNo()");
System.out.println(arg0);
if (arg0.contains("The authenticity of host")) {
return true;
}
return false;
}

@Override
public void showMessage(final String arg0) {
System.out.println("MyUserInfo.showMessage()");
}
}

        MyUserInfo实现了接口UserInfo，主要是为获得运行执行的用户信息提供接口。大部分实现方法中，没有做实质性的工作，只是输出一下trace信息，帮助判断哪个方法被执行过。

4. 执行结果分析

        1. 如果不设置UserInfo，会抛出JSchException异常，提示找不到host：



        2. 如果MyUserInfo实现了接口UserInfo，但是只是@Override一些函数，会出现如下错误：



             虽然可以找到host，但是会拒绝访问host。发现所有@Override函数中，get方法返回的都是null，prompt方法返回的都是false。

        3. 为了判断这些Override的methods中，那些是有用的，在每个method中加入trace信息。发现只有promptYesNo(final String)会被调用到，输出如下图所示：



        4. promptYesNo(final String)是向用户提出一个yes或者no的问题，来决定是否允许连接远程主机。这才是决定连接是否成功的一个关键函数。如果返回值为true，则允许连接；如果返回值为false，则拒绝连接。最后正确连接后的输出入下图所示：

Reference

       JSch官网 

       JSch API